2010年冶金法提纯多晶硅的进展-史珺

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物理冶金法制备太阳能级多晶硅技术展望

摘要：分析了国内外太阳能级多晶硅的制备技术，介绍了物理冶金法制备太阳能级多晶硅的技术工艺，指出今后物理冶金法制备太阳能级多晶硅技术的研究方向和冶金法制备太阳能级多晶硅亟需

解决的问题，以及未来硅材料的发展趋势。

关键词：太阳能级多晶硅；制备技术；发展趋势

中图分类号：o59 文献标识码：a 文章编号：1009-0118（2011）-10-0-01

一、引言

多晶硅是太阳能光伏产业最主要、最基础的功能性材料。太阳能光伏电池包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池[1-2]，其中多晶硅太阳能电池占太阳能电池市场份额的55%以上[3]。随着绿色能源战略的实施，我国在光伏研究和产业方面取得了较快发展，太阳能级多晶硅市场需求得以继续保持旺盛的势头，预计在未来数年内，多晶硅的需求将持续以40%左右的速度增长[4]。

当前我国太阳能级多晶硅生产技术研发能力低，多为中低档产品，企业分散,生产规模小，国内自给率低。针对目前我国太阳能级多晶硅发展现状，必须加快太阳能级多晶硅生产技术的自主创新，不断探索低成本生产太阳能级多晶硅的方法，改变我国多晶硅产业受制于国际市场的状况，提高我国生产多晶硅市场竞争力，否则将危及我国光伏产业的发展。本文将对国内物理冶金法制备制备

太阳能级多晶硅技术情况进行综述。

二、国内外多晶硅生产的主要技术

（一）改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法：1955年，西门子公司成功开发了利用h2还原sihcl3在硅芯发热体上沉积硅的工艺技术，并于1957年开始了工业规模的生产，这就是通常所说的西门子法。

多晶硅

多晶硅生产资料

1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅，

其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑

（2）为了满足高纯度的需要，必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中，生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCl3)。

其化学反应Si+HCl→SiHCl3+H2↑

反应温度为300度，该反应是放热的。同时形成气态混合物(Н2,НС1,SiНС13,SiC14,Si)。

（3）第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯，需要分解:过滤硅粉，冷凝SiНС13,SiC14，而气态Н2,НС1返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiНС13,SiC14，净化三氯氢硅（多级精馏）。

（4）净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺，以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成多晶硅。

其化学反应SiHCl3+H2→Si+HCl。

多晶硅的反应容器为密封的，用电加热硅池硅棒（直径5-10毫米，长度1.5-2米，数量80根），在1050-1100度在棒上生长多晶硅，直径可达到150-200毫米。

这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应，并生成多晶硅。剩余部分同Н2,НС1,SiНС13,SiC14从反应容器中分离。这些混合物进行低温分离，或再利用，或返回到整个反应中。气态混合物的分离是复杂的、耗能量大的，从某种程度上决定了多晶硅的成本和该3工艺的竞争力。

多晶硅的生产工艺主要由高纯石英（经高温焦碳还原）→工业硅（酸洗）→硅粉（加HCL）→SiHCL3（经过粗馏精馏）→高纯SiHCL3（和H2反应CVD工艺）→高纯多晶硅。需要用水的，很多。

冶金法制备太阳能级多晶硅研究现状及发展趋势

谭毅;郭校亮;石爽;董伟;姜大川;李佳艳

【摘要】Purification polycrystalline silicon by metallurgical method is the only way for our country to escape the dependency of silicon feedstock, and to develop low-cast and environmental friendly process for SOG-Si. Since its emergence, metallurgical method has undergone three research surges. The third development is under the leading and promotion of our country's research and industry workers, obtaining considerable useful scientific theory and practical experience. In this paper, from the definition of metallurgical method, the basic theories of metallurgical method, including saturated vapor pressure principle, segregation mechanism and differences in mechanism of oxidation, are analyzed in detail; moreover, technologies and their progress derived from the mechanisms are presented. At the end, the trend of metallurgical method is forecasted.%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.

光伏发电成本

、

史珺博士于2011年11月28日公布了其所研究的光伏发电的成本电价的数学模型[1]。由于光伏电站总投资与装机容量通常成正比关系，如果用Cp代表单位装机容量的装机成本，Tcost代表光伏发电的成本电价，则：

Tcost=Cp（1/Per+Rop+Rloan*Rintr-isub）/Hfp (1)

式（1）即为光伏发电的成本电价的计算公式。它表示出了光伏电站的成本电价与光伏电站的单位装机成本Cp、投资回收期Per、运营费用比率（每年的运营费用占电站总投入的比例）Rop、贷款状况（包括贷款占投资额的比例Rloan 和贷款利息Rintr两个参数）、年等效满负荷发电小时数Hfp（相当于1KW装机容量一年所发电量的千瓦时数）等五大因素的具体关系。此外，还有该电站所享受到的其它补贴收入系数isub（电站每年的电价外补贴占电站总投资的比例。

有了上面的光伏发电成本分析模型，可以对现阶段光伏发电成本做一个简要分析。

2.1平价上网的装机成本

光伏目前降价的动因是因为上网电价还高于火力发电。而所谓的平价上网，就是，上网电价与火力发电价格持平。目前，比较一致的看法是，如果光伏上网电价能够达到0.5元/度，则就毫无争议地低于火力发电了。为此，对式（1）进行变化可得：

Cp=Tcost*Hfp/（1/Per+Rop+Rloan*Rintr-isub） (2)

首先，我们按照光伏发电企业的商业惯例对式（2）的各参数做出。首先是投资回收期Per，定义为20年，运营费率Rop定义为2%，贷款比例Rloan为70%，贷款利息按照7%计算，而CDM等收入按照投资的1.2%计算，即isub=1.2%；令Tcost=0.5元/度，同时假定Hfp=1500小时。在这样的条件下，光伏发电就具有了价值。将上述参数带入式（2），可以得到：

多晶硅提纯技术以及工艺

2流化床法——硅烷法——硅烷热分解法

硅烷(SiH4)是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。以前只有日本小松掌握此技术，由于发生过严重的爆炸事故后，没有继续扩大生产。但美国Asimi和SGS 公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。

以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内(沸腾床)高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。

制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大，生产效率高，电耗低与成本低，适用于大规模生产太阳能级多晶硅。唯一的缺点是安全性差，危险性大。其次是产品纯度不高，但基本能满足太阳能电池生产的使用。

此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工艺技术。目前世界上只有美国MEMC公司采用此法生产粒状多晶硅。此法比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。

3冶金法——物理法——等离子体法

据资料报导，日本川崎制铁公司采用冶金法制得的多晶硅已在世界上最大的太阳能电池厂(SHARP公司)应用，现已形成800吨/年的生产能力，全量供给SHARP公司。

主要工艺是：选择纯度较好的工业硅(即冶金硅)进行水平区熔单向凝固成硅锭，去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分后，进行粗粉碎与清洗，在等离子体融解炉中去除硼杂质，再进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭，去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分，经粗粉碎与清洗后，在电子束融解炉中去除磷和碳杂质，直接生成太阳能级多晶硅。

冶金法太阳能级多晶硅产业技术进展与展望

多晶硅生产工艺的进展，至不少公甚
晶硅有４好处：资小、耗低、大投能成本低、污染。无以一个投资额为１ｔＴ
的冶金法多晶硅工厂为例，资总额投不到２亿元，０能耗仅为４ｋｈ０Ｗ／ｋｇ，
常在１０～１００・Ｉ以上，太阳能０００ｃｎ而
将硅提纯之后再掺杂，异于能源的无
双重浪费。基于此，究人员开始探索能研够直接生产出纯度在６满足太阳Ｎ、能应用需求的多晶硅生产工艺，包
硅工艺就是上述工艺的优化组合。例如，１示的就是上海普罗新能源图展有限公司（以下简称“ 海普罗” 所采上）用的冶金法多晶硅生产工艺。
成本不超过１０／ｇ，元ｋ并且完全没有５
Ｓｌｃｎ即较纯金属硅的意思。ｉｉｏ，ＵＭＧ的纯度通常在４Ｎ～５无法直接切片Ｎ，制作太阳电池，常是与西门子法生通产的多晶硅进行掺料，者再经过多或次拉单晶或多次定向凝固后切片进行使用。２１年，而００冶金法多晶硅基本上超过了ＵＭＧ的层次，上升到了ＭＳＯＧ

冶金法提纯硅及造渣精炼除硼

摘要：太阳能的转换主要依赖于太阳能电池，而多晶硅是制作太阳能电池的主要

材料。硅的纯度直接影响着太阳能电池的转换效率和太阳能的利用。近年来，应

用冶金法从冶金级硅中提纯硅，因其低能耗、污染小等特点，被越来越多的研究

者关注。本文简要的介绍了用冶金法提纯硅的主要过程，重点关注了用造渣精炼

的方式来除去对多晶硅影响最大的杂质元素之一硼。

关键词：冶金法；硅提纯；造渣精炼；除硼

Silicon Purifying By Metallurgical Route and Using Slag Refining To Remove Boron

Abstract：The conversion of solar energy relies much on solar cells. Polysilicon is the main material for making solar cells, whose purity affects the conversion efficiency of solar cells and the utilization of solar energy directly. Recently, due to its low energy consumption and little pollution, the application of metallurgical route to purify silicon from metallurgical grade silicon has drawn much attention. This paper briefly introduces the main processes of silicon purification by metallurgical route. Using slag refining to remove boron from silicon is focused, which almost has the greatest influence on polysilicon.

冶金提纯法制备太阳能级多晶硅研究

一、本文概述

随着全球能源需求的日益增长和对可再生能源的迫切需求，太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注。太阳能级多晶硅作为太阳能电池的主要原料，其质量对太阳能电池的光电转换效率具有决定性影响。研究和开发高效、环保的太阳能级多晶硅制备技术，对于推动太阳能产业的发展具有重要意义。

本文旨在探讨冶金提纯法制备太阳能级多晶硅的研究。我们将简要介绍太阳能级多晶硅的制备原理及其在太阳能电池中的应用。我们将重点阐述冶金提纯法的原理、工艺流程及其优点，同时分析该方法在制备太阳能级多晶硅中的适用性。我们将通过实验数据，详细分析冶金提纯法制备太阳能级多晶硅的效果，包括纯度、晶体结构、光电性能等方面的评价。我们将对冶金提纯法制备太阳能级多晶硅的前景进行展望，并提出可能的改进方向和建议。

通过本文的研究，我们期望能够为太阳能级多晶硅的制备提供一种新的、高效的方法，为推动太阳能产业的发展做出贡献。

二、太阳能级多晶硅的制备方法与比较

冶金法提纯：冶金法提纯多晶硅主要包括硅矿的破碎、熔炼、精

炼等步骤。通过高温熔炼，硅矿石中的杂质如铁、铝、钙等被氧化去除，得到较为纯净的硅液。随后，硅液经过进一步的精炼处理，如定向凝固、区域熔炼等，以去除残余杂质，最终得到太阳能级多晶硅。冶金法提纯具有原料丰富、成本低廉的优点，但其提纯效率相对较低，且对环境污染较大。

化学气相沉积法（CVD）：CVD法是通过在反应器中使含硅气体在高温下分解，生成硅沉积在基底材料上，再经过退火、切割等工艺得到多晶硅。该方法提纯效率高，制备的多晶硅纯度高，适用于大规模生产。CVD法所需的设备投资大，运行成本高，且制备过程中产生的废气处理难度较大。

冶金方法在太阳能级多晶硅制造中的应用

材料提纯技术．目前全世界范围内许多国家生产
适合作为太阳能电池材料的要求．这种方法最重
要特点是生产成本低，给环境造成的污染小，作操简单，大规模生产；缺点是达到的纯度不高．易其１１还原法制造高纯硅．
ｄｓｒｅｅｃｂｄ，ａｄｔｅｃａａｔｒｔｓｔｎｅｃａｄｈｆａｉｉＷｒａａｚｄＳｍｅｐｏｏａｓｏｒｏ — ＣＳｉｎｈｉｈｒｃｅｓｃ，ｅｄｎｙｎｔｅｅｓｈｗｅｅｎｌｅ．ｏｒｐｓｌｒｉｉｂｙｆｌｗＯｔ
易获得，倍受人们青睐．作为太阳能转换电能的基
础材料多晶硅，近年来得到了迅猛发展．目前全世界９％的太阳能电池是用多晶硅５
生产的；晶硅作为太阳能电池的基本原料，多是太
阳能产业发展的瓶颈；阳能电池技术的关键是太
第１卷第１１期２１０２年３月
材
料
与冶
金
学
Hale Waihona Puke Baidu
报
Ｖｏ．１．１１１ＮｏＭａｃ０１ｒｈ２２

多晶硅提纯技术

摘要 (1)

1引言 (1)

2 多晶硅的提纯技术 (2)

2.1 改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法 .........................

2.2 流化床法——硅烷法——硅烷热分解法............................

2.3冶金法——物理法——等离子体法 ................................ 3多晶硅提纯后的副产物的综合利用. (6)

3.1 四氯化硅的性质 (6)

3.2 四氯化硅的综合利用 .......................................... 4技术比较及发展趋势...................................................

4.1国外多晶硅生产技术发展的特点.......................................

4.2国内多晶硅生产技术发展趋势 (12)

5 结束语 (14)

6致谢 (15)

7参考文献 (16)

多晶硅的提纯技术及副产物的利用

摘要：高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在未来的50年里，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。

随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球对多晶硅的需求增长迅猛，多晶硅价格也随之暴涨。自2006年以来，受市场虚高价格与短期暴利诱惑，我国掀起了一波多晶硅项目的建设高潮，规模与投资堪称世界之最。我国多晶硅产量2005年时仅有60吨，2006年也只有287吨，2007年为1156吨，但2008年狂飙到4000吨以上，2009年，中国多晶硅产量达1.5万吨。

多晶硅制造现状和行业技术发展趋势分析

多晶硅制造现状和行业技术发展趋势分析多晶硅是一种高纯度的硅材料，广泛应用于太阳能电池板、半导体、

光纤等领域。随着全球可再生能源的兴起和高科技产业的快速发展，多晶

硅的需求量呈现出井喷式增长，多晶硅制造行业也面临着巨大的市场机遇

和技术挑战。

目前，全球多晶硅的主要生产国是中国、美国和日本，其中中国产量

占据全球市场的近80%。随着中国在可再生能源领域的投资力度不断加大，中国多晶硅制造行业也逐渐崭露头角，成为全球的多晶硅生产中心。

多晶硅制造的主要工艺流程包括矿石提纯、炉料制备、电化学法或热

法制取多晶硅等。矿石提纯是多晶硅制造的第一步，一般采用的方法有冶

炼法、氯化法和硅烷法等。炉料制备是通过对矿石进行破碎、磨粉、混合

等工序，制备出符合要求的炉料。电化学法是较为常见的多晶硅制取方法，主要是通过电解法将炉料中的硅粉溶解在熔融盐中，再通过特定的工艺流

程得到多晶硅。

一是提高制备效率。随着多晶硅市场需求的增长和产能的扩张，制备

效率的提高成为多晶硅制造行业的迫切需求。目前，制备多晶硅的电化学

法和热法在效率方面还有一定的提升空间。电化学法主要通过优化电解液

组成、提高电流效率等来提高制备效率；热法可以通过改变熔融盐的组成

和工艺参数等来提高制备效率。

二是降低制备成本。多晶硅制造的成本主要包括原材料成本、能源成

本和生产成本等。如何降低原材料的消耗和能源的使用成为多晶硅制造行

业的重要课题。目前，一些新技术已经开始应用于多晶硅制造中，如碳热

还原法可以用廉价的煤炭代替高成本的硅粉，降低原材料成本；利用余热

发电等技术可以降低能源成本。

多晶硅多种工艺路线斗法

中国电子报/2010年/1月/26日/第007版

新能源

多晶硅：多种工艺路线“斗法”

本报记者诸玲珍冯晓伟

特邀嘉宾

苏州阿特斯阳光电力科技有限公司副总裁李本成

洛阳中硅高科技有限公司副总经理严大洲

英利集团首席战略官马学禄

赛维LDK太阳能有限公司总裁兼首席运营官佟兴雪

四川新光硅业科技有限公司总经理陈绍章

江苏顺大电子材料科技有限公司总经理吴金宏

上海普罗新能源有限公司总裁史珺

广州吉必盛科技实业有限公司董事长王跃林

西安隆基硅材料股份有限公司董事长李振国

编者按：

西门子法、硅烷法、冶金法、流化床法、VLD(汽液沉积)法……在多晶硅生产领域，形形色色的工艺路线让人眼花缭乱。究竟哪种工艺更具竞争力，哪种工艺的未来更被看好？我们请业内专家对不同工艺路线的优势、劣势以及发展前景作了解读。

记者观点

改良西门子法需突破能耗瓶颈

用改良西门子法生产多晶硅是经过产品质量、安全、成本、大规模生产等多种因素比较后生存下来的工艺路线，是目前多晶硅生产的主流工艺。但是，在用该工艺生产多晶硅的过程中，三氯氢硅还原电耗较高，用传统方法对副产品四氯化硅进行氢化的电耗也很高，造成多晶硅成本居高不下。

面对新工艺的挑战，采用改良西门子法的企业只有加大技术创新的力度，大幅降低生产能耗，才能维持其主流地位。

改良西门子法：仍居主流地位

・改良西门子法短期内不会被取代。

・国内企业还原电耗已接近国际先进水平。

王跃林

晶体硅太阳能电池在未来10年内仍将占据硅系太阳能电池的主要份额，而改良西门子法在短期内同样还是生产多晶硅的主要工艺路线。

国外几大多晶硅巨头使用的是该方法，全世界已实现的多晶硅产能和产量也绝大部分是采用该方法。国内多晶硅项目除个别企业外同样采用的是改良西门子法。从化学反应的角度来看，该工艺的确属于效率比较低的化学沉积反应过程，成本必然偏高。降低改良西门子法生产工艺成本的关键，在于大大降低综合能耗，高效循环利用硅元素和氯元素，减少系统对外排放的四氯化硅和盐酸副产物，这也是多晶硅产业提高竞争力的关键所在。

冶金法提纯太阳能级多晶硅技术的研究进展

文章编号：１００８ — １２６７（２０１３）０１ — ０００９ — ０４
本文对国内外冶金法生产太阳能级多晶硅的技术、生产工艺进行综述，为我国的冶金法生产太阳能
原理，电弧炉的电子束温度能达到３０００￣Ｃ，采用电弧炉产生的电子束来速熔硅料，多次熔融并控制电弧炉的功率已达到控制熔融硅的凝固来对多晶硅进行提纯。电子束熔炼时，夹杂物上浮至表面，在熔融的试样顶部形成一层富集层，利用高真空电弧炉反
电子束熔炼是将高速电子束的动能转变为热能来加热炉料的；电子束熔炼的特点：真空度高，熔体的过热度大，维持液态时间长，利于去除气体和挥发
杂质。利用熔融状态的离子有定向扩散现象的这一
收稿日期：２０１２ — ０９ — ０５
１０
使去杂效果达到最佳。
１．２电子束熔炼
工业硅中含有多种金属杂质和非金属杂质（如
表１所示），除Ｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｏ外绝大部分杂质ｋ。远小于１，它们在材料凝固时被富集到最后凝固的锭尾；而分凝系数较高的杂质会富集到最先凝固的锭首从

中国冶金法多晶硅产业-陈朝

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成立冶金法创新产业联盟后的工作
提出冶金法太阳能级晶体硅的技术路线图供参考提出冶金法太阳能级晶体硅的共同努力目标；讨论冶金法太阳能级多晶硅标准，广泛征求意见组织冶金法多晶硅863、973、支撑计划项目申报准备对宁夏集团的冶金法示范项目进行验收评价，总结经验，分析优缺点，以便推广。建立秘书处和网站，便于联系和交流。
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3、建立全国冶金法太阳能级多晶硅创新产业联盟
2009.6.13-14 在厦门市召开全国首届：“冶金法太阳能多晶硅制备技术及应用研讨会”并通过《厦门宣言》，代表发出加强合作、鼓励创新；尊重科学、加强示范；政府支持、社会关心的呼声。《厦门宣言》呼吁发起成立冶金法太阳能多晶硅产业联盟，并成立冶金法太阳能多晶硅技术发展路线图制定专家组，通力合作，鼓励创新，持续不断地改进提纯工艺，尽快扩大生产规模，迅速占领太阳能多晶硅市场。《厦门宣言》建议，建立冶金法太阳能多晶硅电池公共测试平台。加强横向联合和协作。同时鼓励冶金法太阳能多晶硅研发机构、生产企业加强与国内外相关机构、企业的合作，建立冶金法太阳能多晶硅光伏示范电站，展现冶金法技术的优势和发展潜力。
6
二、金融风暴下多晶硅产业
2008.11金融风暴发生，全球多晶硅价格猛降！
4
7
8
三、wk.baidu.com家的宏观调控政策
太阳屋顶计划 2009年3月国家财政部颁布： 128号文件： “关于加快推进太阳光电建筑应用的实施意见” 129号文件： “太阳光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法” 补贴范围侧重：城市光电建筑一体化应用；农村及边远地区建筑光电利用。补贴标准：2009年原则上20元/Wp（大于50kW）；以后年度根据产业发展上的调整。这是2006年我国“可再生能源法”颁布以来，对 9

冶金法制备太阳能级硅的原理及研究进展

收稿日期：２００８—０９—０７：
修订Ｅｌ期：２００８一１０—０８
基金项目：国家自然科学基金重点项目（５０４７４０５５）
作者简介：罗大伟（１９８３一），内蒙古通辽人，博士．研究方向：太阳能级多晶硅的制备与研究．
Ｅｍａｉｌ：ｌｕｏｄｌｕｔ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．ｃｎ
于微电子工业中生产的边角废料，一是在工业硅提纯过程中达不到电子级硅要求而产生的废料；二是拉成的单晶硅锭在做硅片切割时两头截去的部分，经重熔铸锭后生产太阳能硅片，是主要的原料来源。考虑到应用于微电子工业和光伏领域的硅的规模和纯度以及包含在工艺过程中的成本的不同，研究者们的注意力都已经转移到寻找更加经济的途径来生产太阳能级硅。１冶金法制备太阳能级多晶硅的特点
熔体结晶过程中的平衡分凝系数远小于１，利用这个
特性，采用定向凝固使杂质原子不断从固一液界面偏析
到硅熔体中，待硅熔体全部结晶完毕，采用机械切除杂
质浓度高的部分，获得提纯多晶硅［３“］。定向凝固工
艺是一种去除杂质非常有效的方法，整个过程中没有
图２太阳能电池成本构成Ｆｉｇ．２Ｐｒｏｄｕｃｔｃｏｓｔｏｆｓｏｌａｒｃｅｌｌ
的降低太阳能级硅的生产成本。
表１硅熔体结晶过Baidu Nhomakorabea中杂质平衡分凝系数
Ｔａｂ．１
Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｉｌｉｃｏｎ（尼。一ｆ。／ｃ１）

史珺-CP法提纯多晶硅的进展

Chemical Routine 化学法
• Chemical changes happen to Si in purification process 硅发生了化学反应 – Siemens Routine 西门子法 – Modified Siemens Method 改良西门子法 – FBD Routine 循环流化床法 – Silicane Method 硅烷法 – Zn Deoxidizing Method 锌还原法
• Purity纯度：99.9998% （C,O,N not included, but less than 10 ppm）
– Where, B~0.5ppm, P~0.2ppm, metals <1ppm
• Mono-crystal wafer 单晶硅片：
– resistivity>1 ohm cm, Minor lifetime>2μs – Conversion efficiency: 17% (after attenuated）
4N 4~4.5N 湿法冶金 Hydrometallurgy
Vacuum Refinery EM Stirring 真空精炼 Pyrochemical 高温化学 <5N 5.5~5.7N
Cell Manufactuering 粉末冶金
Slicing
MonoCrystal