硅晶电池产业链简介

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2.单晶硅拉制工艺
三.主要流程介绍
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三.主要流程介绍
（1） 拉制方法及拉制过程：直拉单晶（CZ）和区 熔（FZ）
装炉
化料
引晶
放肩
直拉单晶拉制过程
冷却
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等径 收尾
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三.主要流程介绍
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三.主要流程介绍
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三.主要流程介绍
SiCl4+H2 →SiHCl3+HCl(氢化炉)
四氯化硅还原生产三氯氢硅一直是全球多晶硅生产企业广泛关注的焦 点问题，此方法不但处理了副产物四氯化硅，同时还重新得到了生产多晶硅的 原料三氯氢硅，氯化氢也可以自身利用，能显著地降低生产成本，各个生产企 业都花费了大量的人力物力进行研究。
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（4）冶金法
三.主要流程介绍
工业硅
↓
添加Ca
酸洗
↓
去除Ti、Fe
氧化精 炼
真空处 理
凝固精 炼
↓
↓
除B、C 去除P、O、Ca、Al
太阳能级 硅
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三.主要流程介绍
小 结：
1.光伏产业带动多晶硅产业的迅速发展，生产1MW太阳能 电池约需要10吨多晶硅，晶体硅材料是主要的光伏材料， 其市场占有率在80%以上，而且在今后相当长一段时期， 也依然是太阳能的主流材料。
缺点：气固反应，操作压力较高，对设备密封性要求高，操 作系统较复杂，提纯工作量大。
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冷氢化改良西门子法多晶硅生产工艺流程简图
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三.主要流程介绍
（3）硅烷法
最终用硅烷热解制得多晶硅的方法
其中制备硅烷的方法：硅镁合金工艺 、氯 硅烷歧化工艺、金属氢化物工艺
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硅晶电池产业链简介
目录
一.相关概念 二.产业链结构 三.主要工艺流程 1.原生多晶硅 2.单晶硅拉制工艺 3.多晶铸锭工艺 4.准单晶工艺 5.电池片生产工艺 四.总结
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一.相关概念
太阳能电池：
定义:光伏组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电 的发电装置，几乎全部由半导体物料（例如硅）制 成的固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故 可以长时间操作而不会导致任何损耗(电池板使用寿 命20年以上)。简单的光伏电池可以为手表及计算器 提供能源，较复杂的光伏系统可以为房屋提供照明， 并入电网供电。
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②改良西门工艺流程
三.主要流程介绍
氯化氢 硅粉
四氯化硅
氯化 氯化氢
分离
冷凝
氢气、三氯氢硅
还原尾气
还原
粗馏
冷凝
冷凝
精馏
氢还原 四氯化硅
多晶硅 三氯氢硅
氢净化 水电解
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③氢化方法：热氢化与冷氢化
三.主要Fra Baidu bibliotek程介绍
热氢化技术
利用以下反应:SiCl4+H2﹦SiHCl3+HCl
反应温度为1200～1250℃,压力范围1.5～2.5个大气压力,三氯 氢硅的单程收率大约为17%～20%左右.
（2）氩气使用情况：整个热场系统，包括两大部 分，加热器发热，其它部分主耍是保温、导流，形成 一定的温度梯度，使座落在石墨托里的石英坩埚中的 熔料能按要求的晶向结晶生长。
sssiii0co22﹢﹢→3ssicio﹢＝2＝2soisci﹢o ﹢2ccoo 拉制单晶需全程通氩，一边抽空,炉内压力控制在20乇
2.西门子法是目前多晶硅生产的主流技术，约90%的多晶 硅由此技术生产，短期内这种局面不会改变. 3.多晶硅生产气体使用情况 氮气的消耗量是跟你的工艺设计、用途有关，一般年产一 千吨的多晶硅，经验统计，消耗每小时在500～700方，主 要是用在尾气、置换气、压料气、擦洗气
氩气的消耗主要是硅芯方面
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三.主要流程介绍
热氢化改良西门子法多晶硅生产工艺流程简图
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冷氢化技术
三.主要流程介绍
利用以下反应:SiCl4+H2+Si → 4SiHCl3
反应温度为450℃,压力范围1.5～1.8MPa,转化率大约为20%～ 25%左右.需要催化剂NiO
工艺优点：反应温度低，电耗低， TCS单耗≤ 1KWh/kg
铸锭炉
准单晶硅锭
二.产业链结构
单晶硅棒 切片机
化学法：改良西门子
冶炼 SiO2+C 硅矿石→Si+CO2 ↑ silica
工业硅 MS-Si 1~2N
多晶铸锭 切片机
多晶硅片
切片机
单晶硅片
单晶硅太阳能 电池
多晶硅太阳能 电池
太阳能光伏 发电系统
1.原生多晶硅
三.主要流程介绍
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⑴ 三大主要生产方法
合起来,就形成多晶硅.
单晶硅：熔融的单质硅在过冷的条件
下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排 列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取 向相同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就 形成单晶硅.
二.产业链结构
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太阳能级多晶硅 SoG:6~7N
直拉或区熔 （CZ or FZ）
铸锭炉
Si+HCl→SiHCl3+H2 SiHCl3+H2→Si+HCl
三.主要流程介绍
改良西门子法
多晶硅
硅烷法
冶金法
注:前两种方法为化学方法,后一种为物理方法,国内 改良西门子法占比95%以上,英利六九硅业
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⑵ 改良西门子法
三.主要流程介绍
①.主要反应原理： Si+HCl → SiHCl3+H2+SiCl4+SiH2Cl2（三氯氢硅合成炉） SiHCl3+H2 → Si+HCl（还原炉）
左右。通过合理的热场结构，能迅速带走挥发物。减 压有利于sio的挥发及防止co返回熔体，达到降氧和降 碳的目的。
氩气流量：35-55L/min(联创炉)，投料公斤，耗气量约 170立方
工艺优点,例如压力比较缓和,对设备要求低,安全性好,且氢气 和四氯化硅比值较小,因此还原炉内四氯化硅浓度较高,保 证了还原反应的速率以及充分性,且降低了后期分离的难度.
工艺缺点：反应温度高，电耗高，TCS单耗2.2 ～ 3KWh/kg， 加热片为易耗材料，运行费用较高，有碳污染的可能。
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种类
太阳能 电池
晶硅电池
多元化合物薄膜 电池
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一.相关概念
单晶硅电池
多晶硅电池
非晶硅薄膜电 池
硫化镉 砷化镓 铜铟硒薄膜 电池
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一.相关概念
多晶硅:是单质硅的一种形态.熔融的单质硅在过冷的
条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶 核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结