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太阳能级多晶硅生产技术发展现状及展望

中国有色金属学报 2008年第E01期18卷 386-392页

作者：龙桂花吴彬韩松丘克强中南大学化学化工学院长沙410083

全面介绍了太阳能级多晶硅的生产技术现状及有代表性的新工艺、新技术的研究动态。太阳能级多晶硅生产技术主要包括西门子法、硅烷法和冶金法。冶金法因工艺简单、投资少、能耗低获得广泛的关注，但目前其产品达不到太阳能级硅的质量要... 详细信息

全面介绍了太阳能级多晶硅的生产技术现状及有代表性的新工艺、新技术的研究动态。太阳能级多晶硅生产技术主要包括西门子法、硅烷法和冶金法。冶金法因工艺简单、投资少、能耗低获得广泛的关注，但目前其产品达不到太阳能级硅的质量要求。展望未来，西门子法仍将是生产高纯度多晶硅的主流技术。

关键词：太阳能级多晶硅西门子法硅烷硅

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太阳能级多晶硅制备技术与发展方向

现代化工 2010年第7期30卷 19-23页

作者：李伟明李永峰吴艳光山西潞安高纯硅业科技有限责任公司山西长治046108 中国科学院山西煤炭化学研究所山西太原030001 北京理工大学化工与环境学院北京100081

介绍了太阳能级多晶硅的制备技术,分析了国内外太阳能级多晶硅的供需状况,指出今后太阳能级多晶硅生产技术的研究方向和太阳能级多晶硅产业亟需解决的问题。

关键词：太阳能级多晶硅制备技术供需状况

冶金法制备太阳能级多晶硅研究现状及发展趋势

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材料工程 2013年第3期41卷 90-96页

作者：谭毅郭校亮石爽董伟姜大川李佳艳大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024 大连理工大学辽宁省太阳能光伏系统重点实验室辽宁大连116024

冶金法是我国走出硅原料依赖,发展低成本、环境友好的太阳能级多晶硅制备技术的必经之路,冶金法自诞生以来在世界范围内经历了三次研究高潮,第三次正是在以我国科研和产业工作者为主导和推动下发展的,并形成了大量有益的科学结论和实践... 详细信息

冶金法是我国走出硅原料依赖,发展低成本、环境友好的太阳能级多晶硅制备技术的必经之路,冶金法自诞生以来在世界范围内经历了三次研究高潮,第三次正是在以我国科研和产业工作者为主导和推动下发展的,并形成了大量有益的科学结论和实践经验。本文从冶金法的界定开始,详细分析了冶金法提纯的理论基础,饱和蒸汽压机理、偏析机理和氧化性差异机理,介绍了以上机理所衍生出的技术方法及进展,并对冶金法的发展前景进行了展望。

关键词：光伏产业冶金法提纯太阳能级多晶硅

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太阳能级多晶硅制备技术研究进展(英文)

中山大学学报（自然科学版） 2009年第S2期48卷 147-148页

作者：杨春梅陈红雨华南师范大学化学与环境学院广东广州510006

随着光伏市场需求不断增加,满足光伏电池技术经济指标要求的硅材料出现严重短缺,低成本提纯冶金硅至太阳能级多晶硅工艺技术越来越受到广泛重视,成为研究开发热点。综述了目前国内外太阳能级多晶硅的生产工艺和最新研究状况,并进行了比... 详细信息

随着光伏市场需求不断增加,满足光伏电池技术经济指标要求的硅材料出现严重短缺,低成本提纯冶金硅至太阳能级多晶硅工艺技术越来越受到广泛重视,成为研究开发热点。综述了目前国内外太阳能级多晶硅的生产工艺和最新研究状况,并进行了比较分析,展望了应用前景。

关键词：太阳能级多晶硅硅提纯造渣熔炼

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太阳能级多晶硅标准的现状及发展

材料导报 2009年第9期23卷 118-120页

作者：靳瑞敏郭新峰陈兰莉罗鹏辉郑小燕南阳理工学院太阳能电池研究所南阳473004 河南省太阳能电池工程研究中心南阳473000

回顾了太阳能级多晶硅标准这一问题的由来,分析了制定太阳能级多晶硅标准中的有关杂质含量的争论,对太阳能级多晶硅标准提出了一些看法和思考:应加快以物理法多晶硅为原料制作太阳能电池技术问题的研究;解决太阳能电池的衰减、生产工艺... 详细信息

回顾了太阳能级多晶硅标准这一问题的由来,分析了制定太阳能级多晶硅标准中的有关杂质含量的争论,对太阳能级多晶硅标准提出了一些看法和思考:应加快以物理法多晶硅为原料制作太阳能电池技术问题的研究;解决太阳能电池的衰减、生产工艺改进及物理法多晶硅性能的稳定性问题;多晶硅标准最终应该是一个不区分生产方法的、以主要杂质含量为指标的标准。

关键词：太阳能级多晶硅标准杂质含量

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熔盐电解精炼制备太阳能级多晶硅

东北大学学报（自然科学版） 2012年第12期33卷 1741-1744页

作者：邹祥宇谢宏伟翟玉春戴永年东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110819 昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650031

采用熔盐电解精炼技术在物质的量比为1∶1的NaF-KF混合共晶熔盐中对冶金硅进行精炼提纯制备太阳能级多晶硅.采用SEM和ICP-MS对熔盐电解精炼后产物硅进行表征.考察了熔盐电解精炼过程中电压、温度、时间对冶金硅中主要杂质去除率的影响.... 详细信息

采用熔盐电解精炼技术在物质的量比为1∶1的NaF-KF混合共晶熔盐中对冶金硅进行精炼提纯制备太阳能级多晶硅.采用SEM和ICP-MS对熔盐电解精炼后产物硅进行表征.考察了熔盐电解精炼过程中电压、温度、时间对冶金硅中主要杂质去除率的影响.在2.0 V,1 073 K条件下,冶金硅阳极经电解精炼400min后,精炼产物形貌为线状,直径主要分布在50~150nm之间,长度达到几十微米.冶金硅中主要金属杂质的去除率在92%以上,B,P杂质的去除率分别为92.1%和97.6%,产物硅的纯度达到99.999%.

关键词：熔盐电解精炼 NaF-KF混合共晶熔盐冶金硅太阳能级多晶硅纯度

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太阳能级多晶硅定向凝固技术的研究进展

铸造技术 2008年第5期29卷 673-677页

作者：武冠男张军刘林傅恒志西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

随着太阳能光伏产业在全球范围内的迅猛发展,作为太阳能电池最基础的原材料——高纯多晶硅,在全球范围内严重短缺,迫切需要发展一种高效率低成本的太阳能级多晶硅的制备方法。在各种生产多晶硅的方法中,定向凝固多晶硅因其成本低、环境... 详细信息

随着太阳能光伏产业在全球范围内的迅猛发展,作为太阳能电池最基础的原材料——高纯多晶硅,在全球范围内严重短缺,迫切需要发展一种高效率低成本的太阳能级多晶硅的制备方法。在各种生产多晶硅的方法中,定向凝固多晶硅因其成本低、环境污染小,工艺相对简单、成熟,且能直接使用冶金级硅为原料的特点,被寄予很大的希望来实现大规模太阳能级硅的生产。本文综合评述近年来太阳能级多晶硅定向凝固技术的研究进展,着重阐述冶金级硅中磷和硼的提纯,以及多晶硅定向凝固组织和缺陷的控制,并提出今后的研究发展方向。

关键词：太阳能级多晶硅定向凝固提纯

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太阳能级多晶硅的冶金制备研究

太阳能级多晶硅的冶金制备研究

作者：吴亚萍大连理工大学

学位级别：硕士

3E，即能源(energy)、经济(economy)和环境(environment)，被称为人类文明可持续发展所面临的三大课题。能源的短缺、环境的恶化成为了制约经济可持续发展的瓶颈因素。当传统的燃料能源一天天减少的时候，人们把目光投向了可再生能源，... 详细信息

3E，即能源(energy)、经济(economy)和环境(environment)，被称为人类文明可持续发展所面临的三大课题。能源的短缺、环境的恶化成为了制约经济可持续发展的瓶颈因素。当传统的燃料能源一天天减少的时候，人们把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。其中太阳能以分布广泛、储量丰富、清洁无污染等优点成为解决能源危机和环境污染的首选新能源。世界光伏产业年平均超过30％的快速增长拉动了对原料太阳能级多晶硅的需求，如今太阳能级多晶硅的需求已经超过了电子级多晶硅，因此研究高效率低成本的太阳能级多晶硅的制备方法具有现实意义。如今生产太阳能级多晶硅主要采用改良西门子法，但此法能耗大污染重，而且由于国外技术封锁，我国至今还未掌握核心技术。本研究的目的是发展具有自主知识产权的能耗污染相对小的冶金法制备太阳能级多晶硅新技术。本研究采用真空感应熔炼并结合定向凝固的方法直接由工业硅制得多晶硅锭，免去了高纯多晶硅的生产环节，环境污染轻，对外依赖性小。实验中自行设计了一台将真空感应熔炼技术与定向凝固技术相结合的实验装置，并在此基础上探索了工业硅的真空感应熔炼及定向凝固工艺，成功地制得了多晶硅锭。利用金相显微镜、电子探针和电感耦合等离子体发射光谱仪对样品进行了金相组织、杂质分布以及纯度分析。定向凝固得到的大晶粒柱状晶使得晶界对光电转换效率的影响减小。电子探针观察到金属杂质易在晶界处偏聚，此时晶界将具有电活性，会显著降低少数载流子寿命，杂质的偏聚程度对少数载流子寿命的影响规律还有待于进一步研究。本研究还分别讨论了磷杂质和金属杂质的去除情况。

关键词：太阳能级多晶硅真空感应熔炼定向凝固

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太阳能级多晶硅的生命周期评价

太阳能级多晶硅的生命周期评价

作者：何洋西南交通大学

学位级别：硕士

太阳能级多晶硅是太阳能电池的核心原料,尤其组成的太阳能光伏系统可将太阳能通过光伏效应转换为电能。太阳能发电是物理过程,不产生环境污染物,属于清洁能源。太阳能级多晶硅也被视为环保产品,其产业链不断的发展壮大。但在太阳能级多... 详细信息

太阳能级多晶硅是太阳能电池的核心原料,尤其组成的太阳能光伏系统可将太阳能通过光伏效应转换为电能。太阳能发电是物理过程,不产生环境污染物,属于清洁能源。太阳能级多晶硅也被视为环保产品,其产业链不断的发展壮大。但在太阳能级多晶硅的原材料制取、生产等过程中,不可避免的会产生环境污染物。同时,国内太阳能级多晶硅产业相关的环保技术政策和规范缺失,行业污染防治技术指南等还处于研究阶段。生命周期评价作为环境管理工具,被广泛的应用于工业产品的环境影响研究。因此,本文将生命周期评价技术方法运用于太阳能级多晶硅生命周期环境影响研究,旨在量化计算并评价其环境影响,为企业管理者和环保行政管理部门提供相关参考和建议。首先,论文对国内太阳能级多晶硅的产业现状和生命周期评价的应用现状进行了分析,构建了太阳能级多晶硅的生命周期评价模型,确定了评价的技术框架。调查收集了太阳能级多晶硅生命周期各过程企业的实际生产数据,进行了生命周期数据清单分析,通过对具体清单数据的分析,将太阳能级多晶硅的生命周期主要环境影响归结为资源消耗、能源消耗、臭氧层破坏、全球变暖影响、酸化影响、水体富营养化影响、水质影响、气溶胶影响、固废排放(填埋空间消耗)和慢性公众健康影响共10个影响类别。其次,论文确定了各类环境影响的特征化方法和计算模型。经过计算得出：1kg太阳能级多晶硅的生命周期环境影响为：资源消耗(RU)：4.02kg硅石;能源消耗(EN)：105.00kgce(标准煤);全球变暖潜值(GWP)：102.00kg CO2;臭氧层消耗潜值(ODP)：0.0161kg CFC-11;酸化潜值(AP)：1.84kgSO2;水体富营养化潜值(EU)：0.007kgPOf;水质影响(WQ)：0.05kgCOD;气溶胶影响(PM)：0.00017kg粉尘;填埋空间消耗(SW)：0.00132m3;慢性公众健康影响(HTI)：112.00kg(非致癌有毒物)。同时,通过对太阳能级多晶硅生命周期各过程环境影响的数据分析,明确了太阳能级多晶硅生命周期各类环境影响的主要贡献过程。再次,通过层次分析法(AHP),计算了各类环境影响的权重。经计算,各类环境影响的权重值分别为：资源消耗(RU)0.283,能源消耗(EN)0.206,全球变暖影响(GWP)0.144,水质影响(WQ)0.096,水体富营养化影响(EU)0.096,慢性公众健康影响(HTI)0.064,气溶胶影响(PM)0.044,酸化影响(AP)0.030,固体废弃物(SW)0.022,臭氧层消耗(ODP)0.016。并通过量化模型的运用,计算得lkg太阳能级多晶硅的生命周期综合环境影响为44.7。同时,论文运用相对环境影响评价模型,得出国内太阳能级多晶硅的生命周期各过程的环境影响排序为：太阳能电池片生产>工业硅制取>太阳能级多晶硅生产>多晶硅片生产>硅石开采>太阳能电池组件生产。最后,通过对太阳能级多晶硅生命周期的环境影响因素的分析,立足于环保,论文提出了太阳能级多晶硅产业链端各企业工艺技术和生产水平改进的建议措施：1)硅石开采过程,提高爆破效率,减少含氮、含硫炸药的使用,优化爆破除尘工艺;2)工业硅制取过程,提高还原剂的效率,减少或避免含硫、含氮还原剂的使用,优化硅石破碎筛选工艺;3)太阳能级多晶硅生产过程,改进生产工艺,建议使用锌还原法进行生产,并提高SiCl4的回收使用率,闭环生产;4)多晶硅片生产过程,提高铸锭工艺,增大出炉晶锭质量,提高切割水平;5)太阳能电池片生产过程,改进混酸种类及配比,优化银、铝浆的配料成分及比例;6)太阳能电池组件生产过程,优化层压工艺和焊锡工艺,选用化学性质稳定的封装材料,使用无铅焊锡;7)选用高效节能的机械设备并提高各过程的水循环利用率;8)合并工业硅生产和多晶硅精炼过程,减少温室气体的排放;9)从环境自净角度,优化产业布局。

关键词：太阳能级多晶硅资源消耗能源消耗环境影响生命周期评价