登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
试问2017年光伏圈什么最火——单多晶之争,无论是上游单晶占比,还是光伏电站建设的选择,单多晶大战都呈现出越来越激烈的态势,不禁让人感叹,本是同根生,相煎何太急啊,不过也正是由于这个原因,想通过单多晶之争来大幅拉低市场价格的机遇党还是不要再等了吧。
小编认为,单多晶之争实际上是技术、成本和效益之间的竞争,更多是原材料之争,给了你单晶我多晶产线自然就少了一点,而单晶和多晶,原本就像是一家人,很多的生产工序是可以共用的(不过需要匹配不同的相应的工艺)。而这篇文章笔者将主要带你了解单晶硅锭的生产制造过程。
一、单晶硅制备原理
1、直拉法
直拉法是目前国内大面积使用较多的单晶硅制备技术,又称切克劳斯基法(Czoalsik: CZ 法)是1917年由切克斯基建立的一种晶体生长方法,现成为制备单晶硅的主要方法。利用旋转着的籽晶从坩埚中的熔体中提拉制备出单晶的方法,又称直拉法。目前国内太阳电池单晶硅硅片生产厂家大多采用这种技术。把高纯多晶硅放入高纯石英坩埚,在硅单晶炉内熔化;然后用一根固定在籽晶轴上的籽晶插入熔体表面,待籽晶与熔体熔和后,慢慢向上拉籽晶,晶体便在籽晶下端生长。 其基本原理如图所示。多晶硅硅料置于坩埚中经加热熔化,待温度合适后,经过将籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、转肩、等径、收尾等步骤,完成一根单晶硅锭的拉制。炉内的传热、传质、流体力学、化学反应等过程都直接影响到单晶的生长及生长成的单晶的质量,拉晶过程中可直接控制的参数有温度场、籽晶的晶向、坩埚和生长成的单晶的旋转及提升速率,炉内保护气体的种类、流向、流速、压力等。CZ法是将硅料全部熔化后,由一点开始结晶,通常这样的提纯只能进行一次。
2、直拉法的优缺点
设备和工艺比较简单,容易实现自动控制;生产效率高,易于制备大直径单晶;容易控制单晶中杂质浓度,可以制备低阻单晶。
易被坩埚污染,硅单晶纯度降低,拉制的硅单晶电阻率大于50欧姆˙厘米,质量很难控制。
3、区熔法
悬浮区熔法比直拉法出现晚,由W˙G˙Pfann 1952年提出,P˙H˙keck等人1953年用来提纯半导体硅。悬浮区熔法是将多晶硅棒用卡具卡住上端,下端对准籽晶,高频电流通过线圈与多晶硅棒耦合,产生涡流,使多晶棒部分熔化,接好籽晶,自下而上使硅棒熔化和进行单晶生长,用此法制得的硅单晶叫区熔单晶。区熔法有水平区熔和悬浮区熔,前者主要用于锗提纯及生长锗单晶,硅单晶的生长则主要采用悬浮区熔法,生长过程中不使用坩埚,熔区悬浮于多晶硅棒和下方生长出的单晶之间,区熔法不使用坩埚,污染少,经区熔提纯后生长的硅单晶纯度较高,含氧量和含碳量低。高阻硅单晶一般用此法生长。 目前区熔单晶应用范围比较窄,不及直拉工艺成熟,单晶中一些结构缺陷没有解决。
二、工艺流程
1、直拉法法
CZ法主要设备:CZ生长炉
CZ法生长炉的组成元件可分成四部分
(1)炉体:包括石英坩埚,石墨坩埚,加热及绝热元件,炉壁
(2)晶棒及坩埚拉升旋转机构:包括籽晶夹头,吊线及拉升旋转元件
(3)气氛压力控制:包括气体流量控制,真空系统及压力控制阀
(4)控制系统:包括侦测感应器及电脑控制系统
工艺流程:加料→熔化→缩颈生长→放肩生长→等径生长→尾部生长
(1)加料:将多晶硅原料及杂质放入石英坩埚内,杂质的种类依电阻的N或P型而定。杂质种类有硼,磷,锑,砷。
(2)熔化:加完多晶硅原料于石英埚内后,长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内,然后打开石墨加热器电源,加热至熔化温度(1420℃)以上,将多晶硅原料熔化。
(3)缩颈生长:当硅熔体的温度稳定之后,将籽晶慢慢浸入硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力,会使籽晶产生位错,这些位错必须利用缩劲生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升,使长出的籽晶的直径缩小到一定大小(4-6mm)由于位错线与生长轴成一个交角,只要缩颈够长,位错便能长出晶体表面,产生零位错的晶体。
(4)放肩生长:长完细颈之后,须降低温度与拉速,使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。
(5)等径生长:长完细颈和肩部之后,借着拉速与温度的不断调整,可使晶棒直径维持在正负2mm之间,这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶硅片取自于等径部分。
(6)尾部生长:在长完等径部分之后,如果立刻将晶棒与液面分开,那么效应力将使得晶棒出现位错与滑移线。于是为了避免此问题的发生,必须将晶棒的直径慢慢缩小,直到成一尖点而与液面分开。这一过程称之为尾部生长。长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出,即完成一次生长周期。
2、区熔法
Fz法的基本设备
Fz硅单晶,是在惰性气体保护下,用射频加热制取的,它的基本设备由机械结构、电力供应及辅助设施构成。机械设备包括:晶体旋转及升降机构,高频线圈与晶棒相对移动的机构,硅棒料的夹持机构等。电力供应包括:高频电源及其传送电路,各机械运行的控制电路。高频电源的频率为2~4MHz。辅助设施包括:水冷系统和保护气体供应与控制系统、真空排气系统等。区熔硅单晶的生长
原料的准备:将高质量的多晶硅棒料的表面打磨光滑,然后将一端切磨成锥形,再将打磨好的硅料进行腐蚀清洗,除去加工时的表面污染。
装炉:将腐蚀清洗后的硅棒料安装在射频线圈的上边。将准备好的籽晶装在射频线圈的下边。
关上炉门,用真空泵排除空气后,向炉内充入情性气体 (氮气或氢与氮的混合气等),使炉内压力略高于大气压力。
给射频圈送上高频电力加热,使硅棒底端开始熔化,将棒料下降与籽晶熔接。当溶液与籽晶充分熔接后,使射频线圈和棒料快速上升,以拉出一细长的晶颈,消除位错。
晶颈拉完后,慢慢地让单晶直径增大到目标大小,此阶段称为放肩。放肩完成后,便转入等径生长,直到结束。如图所示
纵观国内,虽然已经过了那个只能做高耗能的工业级硅,提纯完全靠进口的年代的时代,但是就目前而言,中国的硅产业依旧没有太多技术上的优势(相对而言),中国光伏行业的大力发展,也促进了硅产业的发展。太阳能发电以目前的技术看,远远没有发挥出硅材料的能力,未来,希望能有更多的人、更多的企业能够致力于技术上的创新,让中国的硅产业走向新的高度,让中国也能够做出世界级的芯片级硅。
连载文章欢迎查看更多太阳能电池片科普系列:发电原理篇、流程(电池片)篇、工艺流程(硅片)篇、制绒篇、扩散篇、刻蚀篇、(镀膜)PECVD篇、丝网印刷篇、烧结篇、组件封装篇、多晶硅铸锭篇
原创:北极星(每天不定量更新)
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
4月11日,中铝宁夏能源集团有限公司2024年度光伏项目单晶硅电池组件集中采购中标候选人公布,中标候选人第一名一道新能,P型报价0.8407元W,N型0.8897元W;中标候选人第二名晶科能源,P型报价0.8498元W,N型0.8948元W;中标候选人第三名隆基乐叶,P型报价0.851元W,N型0.9136元W。本项目为中铝宁夏能源
2月27日,内蒙古包头生态环境局土默特右旗分局发布了关于2024年2月27日建设项目环境影响评价文件拟审批情况的公示。文件显示,包头旭阳硅料科技有限公司40GW单晶硅和切片项目拟获批。据了解,该项目总规模为40GW单晶硅棒和切片项目,分三期建设,一期建设规模为10GW单晶硅棒,二期建设规模为10GW单晶硅
12月10日,清电硅业有限公司年产60GW单晶硅拉棒切片一期10GW项目联动调试仪式在哈密高新技术产业开发区南部循环经济产业园举行。据了解,清电硅业有限公司年产60GW单晶硅拉棒切片一期10GW项目总投资40亿元,2022年开工建设,2023年12月全面建成投产。该项目建成达产后,预计可实现年均销售收入76亿元,
12月15日,青海省西宁市人民政府副秘书长刘维珍在“新时代新青海新征程”西宁专场新闻发布会上介绍,西宁市规模以上工业增加值连续33个月保持20%以上增长,增速持续领跑全国。特别是10月份,西宁市规模以上工业增加值同比增长25.2%,分别高于全国、全省21.1和17.8个百分点。刘维珍介绍,2023年,西宁市
10月30日,山西忻州市人民政府与江西沐邦高科股份有限公司战略合作协议在云中河温泉度假区签署。在忻州市政府与沐邦高科签署战略合作协议的同时,沐邦高科、一道新能源、忻州经济开发区管委会共同签署年产20GWN型单晶硅拉棒项目投资协议,沐邦高科与忻州经济开发区管委会签署相关补充协议。年产20GWN型
10月9日,河北省人民政府办公厅发布关于促进电子信息产业高质量发展的意见,文件指出,到2025年,电子信息产业主营业务收入突破5000亿元,形成光伏、大数据两个千亿级产业集群;新增50家以上省级以上创新平台,行业研发投入强度达到5%。在集成电路、新型显示、大数据等重点领域突破一批关键核心技术;形成对
10月10日,内蒙古自治区科学技术厅关于对内蒙古自治区政协十三届一次会议第0526号提案的答复。其中提到,在光伏装备领域,围绕光伏产业高端硅片制备、提升光伏电池光电转换效率等核心关键技术,重点布局了大直径半导体单晶硅研发、高效晶硅太阳电池、高效N型单晶硅棒硅片产品全序提效降本等研究及示范
北极星太阳能光伏网获悉,9月28日,三一朔州一期5GW单晶硅项目在山西省朔州市平鲁区正式投产。今年7月28日,朔州市平鲁区与三一硅能科技有限公司正式签约该项目,项目是山西省首个规模化光伏单晶硅项目,也是三一集团新能源产业板块在山西省的首次布局。该项目年产1.2万吨单晶硅拉棒,年产值约22亿元,
近年来,青海省国资委以打造国家清洁能源产业高地为指引,坚持上下游协同发展思路,依托青海省丰富的光热资源,推进光伏产业发展,促进全省工业转型升级,实现工业经济高质量发展。截至目前,全省已构建起工业硅—多晶硅—单晶硅—硅片—电池—组件及电站建设全产业链。已建成工业硅11.5万吨、多晶硅14
今年以来,云南省上下全面贯彻落实党的二十大精神,扎实开展学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想主题教育,认真落实省委经济工作会议精神和省委十一届四次全会精神,锚定“3815”战略发展目标,实施推动经济稳进提质政策组合拳,突出做好稳增长、稳就业、稳物价工作。1—7月农业生产稳定、工业生
7月28日,山西省朔州市平鲁经济技术开发区与三一硅能科技有限公司单晶硅项目合作协议签约仪式在太原举行。签约仪式上,朔州市平鲁区委书记郝云,三一集团副总经理、硅能事业部常务副总经理张淳,分别代表地企双方签订单晶硅项目合作协议。朔州市与三一集团有关领导共同见证签约。据悉,双方将以此次签
4月25日,京能集团发布了浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包招标文件招标公告,项目位于山东省大同市,本次招标其中的浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包。浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包招标文件招标公告项目所在地区:山西省大同市一、招标
4月26日,电投能源发布公告称,根据当前户用光伏项目政策要求及项目实际情况,拟终止通辽市通电新能源公司国家电投花吐古拉镇综合智慧能源项目户用光伏项目和山东那仁太新能源有限公司山东100MW户用光伏项目。具体来看,通辽市通电新能源公司承建的国家电投花吐古拉镇综合智慧能源项目户用光伏项目包含
4月24日,新能源云平台公布2024年第四批可再生能源发电补贴项目清单的报告,报告指出,此次纳入2024年第四批可再生能源发电补贴清单的项目共727个,核准/备案容量3715.2兆瓦,其中:集中式发电项目77个、核准/备案容量3582.5兆瓦,分布式发电项目650个、核准/备案容量132.7兆瓦。此次变更可再生能源发
2024年1-3月,全省发电量248.1亿千瓦时,同比增长7.6%。其中:水电76.2亿千瓦时,同比增长3.2%;火电45.4亿千瓦时,同比减少11.2%;太阳能84.4亿千瓦时,同比增长25.7%;风电42.1亿千瓦时,同比增长9.3%。2024年1-3月,全社会用电量276亿千瓦时,同比增长9.9%。其中:第一产业用电量0.3亿千瓦时,同比减
4月23日,舞钢市人民政府关于印发舞钢市“十四五”生态环境保护和生态经济发展规划的通知,通知指出,加强太阳能与风能资源开发利用,积极推进国电投(天津)分布式能源有限公司100MW风电场项目、舞钢中加矿业25MW光伏发电项目、华润电力舞钢祥云40MW风电、河南交建尹集分散式风电场、金旭新能源技术有
近日,由中国电建所属华东院总承包的嘉兴联合污水厂光伏发电项目实现全容量并网发电,为这座已投运20余年的污水厂注入绿色发展新动能,也为“光伏+污水治理”的发展模式提供工程样板。嘉兴市联合污水处理厂,是浙江省第三大污水处理厂,承担着嘉兴市域(除桐乡、海宁)范围内工业、生活污水的收集、输
4月19日,广东省通信管理局发布《关于推进广东省信息通信行业新型储能高质量发展的通知》。通知提到,支持5G基站新型储能积极参与电网需求侧响应交易和辅助服务市场,助力新型电力系统建设。对具备建设光伏条件的5G基站场地,同步建设分布式光伏系统,打造一批“零碳”5G基站示范标杆,为信息通信行业
地球孕育众生,滋养万物承载着我们一切的梦想和希望今天是世界地球日和英利发展一起留住视界绿景,守护蓝色星球矢志不渝,笃行不殆让地球绿意盎然让世界光芒万丈让生活更美好
一直以来,锦浪致力于清洁能源的科技创新让每一束阳光尽其所能与每一个生灵同感共鸣锦浪全新一代大功率地面光伏逆变器G6-GU320K-EHV高功率下,亦见强大为保护地球家园贡献力量
4月22日,国家能源局2023年法治政府建设年度报告。根据报告,2024年法治政府建设的重点任务包括:扎实推进能源立法。配合做好能源法立法审议工作,开展能源法出台配套法规和政策预研,为能源法顺利实施营造良好的法治环境。推动将电力法修订列为优先立法事项。积极推进可再生能源法、煤炭法、石油储备
消纳、土地、电价等多重压力下,2024年的光伏电站投资似乎仍是狂飙节奏。国家能源局数据显示,前两个月,光伏电站新增发电装机容量36.72GW,同比增长80%。由此,设备招标市场连续创下新高。据北极星统计公开信息,今年第一季度组件招标规模超过150GW。其中,电力央企无疑仍是招标大户,中国电建第一季
人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开。在诗人的笔下,人间四月天,代表万物峥嵘,红了樱桃、绿了芭蕉,最是人间好时节。但是,随着全球气候变暖问题的加剧,夏天似乎来得一年比一年更早。就在刚刚过去的3月,“倒春寒”已经消失不见,就连在北京这样的中国北方城市生活的人们,也遭遇了“脱下羽绒服直接换
从润世华新能源微平台获悉,4月8日,润世华发展集团与武汉理工大学童金辉教授团队,合作开发钙钛矿太阳能电池及组件项目的签约仪式,在龙岗创投大厦隆重举行。润世华发展集团董事长张锦辉、润世华新能源控股集团副总经理马建勇、侯青春、张晓燕、裴国英、润世华智慧能源斯能总经理周宏宇,润世华软件和
对于光伏行业链条上的每一家企业来说,降本增效是产品创新与升级的主基调之一。大家都在思考,如何在自己所处的环节,在降本增效的问题上取得突破。不久前,中国光伏行业协会在北京组织召开了“2024光伏发电项目技术经济性论坛”,百佳年代受邀出席,并展示了最新的应用于光伏0BB无主栅技术的高可靠性
在盐城百佳年代薄膜科技有限公司,自动化生产线全速运转,工人们在各自的岗位上井然有序地开展工作。今年一季度,公司圆满实现“开门红”,目前,公司订单饱满,车间实行“机器不停连续生产”,确保按时完成客户订单任务。百佳年代是一家专业从事功能薄膜材料研发、生产、销售和服务的高新技术企业。经
当地时间3月12-13日,PVCellTechEurope2024于德国盛大举办,正泰新能受邀出席,欧洲产品技术经理邓轶博士发表演讲,分享正泰新能在n型电池研究方面的最新进展,深度剖析ASTRON系列新品的核心优势。作为光伏技术制造领域的年度盛会,PVCellTech大会始终对太阳能电池大规模生产、行业领先的技术路线、光
日前,全球电池技术高端论坛PVCellTechEurope2024在德国法兰克福隆重召开。东方日升全球光伏研究院院长杨伯川博士受邀出席会议,与来自全产业链各环节嘉宾共襄盛会,聚焦n型领先技术和规模化量产展开深入探讨。杨伯川博士发表了《HJT-Towardsthe100GWIndustrialization(全面奔向100GW量产的异质结)》
在光伏领域中,N型技术的快速崛起成为当前瞩目的焦点,随着N型光伏技术的不断优化,我们正迎来一个低碳排、高效能的时代。由于传统的P型光伏技术因在效率和制程上的限制而逐渐被淘汰,推动了业界转向更先进的技术,拥有更高效率的N型产品渗透率正急速提升中。其中,TOPCon技术的优势在于其能够更有效地
近日,塔塔化学公司宣布与莫纳什大学-印度理工学院孟买分校(IITB)的联合研究学院达成合作,开展钙钛矿/清洁能源领域的开创性研究,旨在推进可持续能源转型解决方案并促进清洁能源技术创新。根据该协议,塔塔化学公司将支持由该联合研究学院领导的下一代技术研究,重点关注钙钛矿材料在清洁能源领域的变
2月20日,广东省发展和改革委员会广东省科学技术厅广东省工业和信息化厅发布关于印发《广东省培育发展未来绿色低碳产业集群行动计划》的通知。文件提出,抢抓技术迭代换挡新机遇,加快新一代高效光伏技术创新和装备制造创新,促进光伏产业升级。重点推进背接触电池(XBC)、隧穿氧化层钝化接触电池(TO
一直以来,组件业务被“系统集成”身份压得喘不过气,材料成本占比高/毛利率较低、流动资金大、设备支出低/技术观感不强,是组件业务抬不起头的三座大山。但是,没有千篇一律、一成不变的产业分析框架,光伏行业有其特殊性,组件环节尤为如此。实际上,光伏行业真正的“系统集成”应该是光伏电站开发的
北极星太阳能光伏网获悉,2月18日,广东省科技厅印发《广东省培育未来材料产业集群行动计划》。《计划》提出,面向清洁能源发电、新能源汽车、大规模储能、智能电网等领域重大需求,重点发展风电、光伏、核电、新型动力和储能电池、氢能等新能源领域未来材料前瞻技术和应用关键技术。采用先进数字孪生
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!