❶ 製造單晶矽片有毒么
單晶矽片製造工藝分為,將多晶硅料通過直拉CZ或區熔FZ方法製造成單晶硅棒,硅單晶棒經過切片,磨削,拋光清洗成單晶矽片。其中單晶拉制過程一般會摻雜B,P,Ga,As等元素,以製造出P型或N型單晶硅棒,這些摻雜元素大多都是劇毒。拉直成單晶後拆爐需要排風,就是害怕吸入那些元素揮發物。切片和磨片基本不接觸劇毒物質,但拋光和清洗涉及到HCL酸,HF酸和氨水,這些都是有毒物質。長期接觸氨水還會有禿頂現象。一般需要有上崗安全培訓證書才允許操作。還有個很有趣的事情,就是單晶部門的男人結婚以後都生兒子,而拋光清洗部門的都是女兒。也許是幾率把。
❷ 單晶硅的生產工藝流程
單晶硅生產工藝流程:
1、石頭加工
開始是石頭,(石頭都含硅),把石頭加熱,變成液態,在加熱變成氣態,把氣體通過一個密封的大箱了,箱子里有N多的子晶加熱,兩頭用石墨夾住的,氣休通過這個箱子,子晶會把氣體中的一種吸符到子晶上,子晶慢慢就變粗了,因為是有體變固休,所以很慢,一個月左右,箱子里有就很多長長的原生多品硅。
2、酸洗
當然,還有很多的廢氣啊什麼的,(四氯化硅)就是生產過程中產生的吧,好像現在還不能很好處理這東西,廢話不多說,原生多晶有了,就開始酸洗,氫氣酸啊硝酸啊,乙酸啊什麼的把原生多晶外面的東西洗干凈了,就過烘房烘乾,無塵檢查打包。
3、拉晶
送到拉晶,拉晶就是用拉晶爐把多晶硅加熱融化,在用子晶向上拉引,工人先把多晶硅放進石英鍋里,(廠里為了減少成本,也會用一些洗好的電池片,碎矽片一起融)關上爐子加熱,石英鍋的融點1700度,硅的融點才1410度左右,融化了硅以後石英鍋慢慢轉起來,子晶從上面下降,點到鍋的中心液面點,也慢慢反方向轉,鍋下面同時在電加熱,液面上加冷,子晶點到液面上就會出現一個光點,慢慢旋轉,向上拉引,放肩,轉肩,正常拉棒,收尾,一天半左右,一個單晶棒就出來了。
4、切方
單晶棒有了就切方,單晶棒一般是做6英寸的,P型,電阻率0.5-6歐姆(一英寸等於2.4厘米左右)切掉棒子四邊,做成有倒角的正方形,在切片,0.22毫米一片吧。
硅的單晶體。具有基本完整的點陣結構的晶體。不同的方向具有不同的性質,是一種良好的半導材料。純度要求達到99.9999%,甚至達到99.9999999%以上。用於製造半導體器件、太陽能電池等。用高純度的多晶硅在單晶爐內拉制而成。
單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素,是晶體材料的重要組成部分,處於新材料發展的前沿。其主要用途是用作半導體材料和利用太陽能光伏發電、供熱等。由於太陽能具有清潔、環保、方便等諸多優勢,近三十年來,太陽能利用技術在研究開發、商業化生產、市場開拓方面都獲得了長足發展,成為世界快速、穩定發展的新興產業之一。
單晶硅可以用於二極體級、整流器件級、電路級以及太陽能電池級單晶產品的生產和深加工製造,其後續產品集成電路和半導體分離器件已廣泛應用於各個領域,在軍事電子設備中也佔有重要地位。
在光伏技術和微小型半導體逆變器技術飛速發展的今天,利用硅單晶所生產的太陽能電池可以直接把太陽能轉化為光能,實現了邁向綠色能源革命的開始。北京2008年奧運會將把「綠色奧運」做為重要展示面向全世界展現,單晶硅的利用在其中將是非常重要的一環。現在,國外的太陽能光伏電站已經到了理論成熟階段,正在向實際應用階段過渡,太陽能硅單晶的利用將是普及到全世界范圍,市場需求量不言而喻 。
❸ 單晶硅太陽能電池片和多晶硅太陽能電池片的區別
多晶硅(p-Si)
熔融硅在順控條件下凝固時,硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核,如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒,則這些晶粒結合起來,就結晶成多晶硅。
結晶後的多晶硅經開方、倒角、切片等一系列的工藝加工後的成品矽片即為多晶矽片
多晶矽片的表觀為深藍色的方片
單晶硅(c-Si)
以高純度多晶硅為原料在單晶爐中被熔化為液態在單晶種(籽晶)上結晶而成由於其晶體的原子和分子以同一方向(晶向)周期性地整齊排列所以稱為單晶硅。
單晶硅棒經截斷、取方、切片後得到的成品矽片即為單晶矽片
單晶矽片表觀為金屬灰色的准方片
單晶硅電池光電轉換率較高可,但價格較高。多晶硅電池價格相對較低轉換效率也相對低些。但多晶矽片的產量、規模較單晶硅易擴大。
❹ P型單晶硅生產的具體操作流程
1:生產流程是 :晶棒切割-晶柱成型-R角表面處理-粗洗,乾燥-等這些流程都是有設備完成的,而且也是主要流程。
還有剩下的流程就是 :粘附固定-矽片插入盒裡,矽片檢測-矽片包裝等等。不過這些剩下的流程在工廠里技術人員們都不帶手套去完成。
2:鑄錠做成矽片流程也和上述幾乎差不多。不過鑄錠不是單晶硅,是多晶硅。
3:我的公司和這方面有聯系,所以本人也接觸過不少關於這方面。
總結的話,我本人所在工廠里和公司里接觸的經驗認為對人體沒有多大的傷害,
要是簡單比喻就是我們在日常生活里在地面上接觸的《石頭》一樣。這樣認為就最簡單了。平時自己怎麼接觸灰塵和石頭的話,那就怎樣接觸單晶硅生產流程和鑄錠它們就可以了。
補充的是前面朋友所說的:1.原料分選或者清洗車間的話,就要注意各種硅粉渣入口或吸入肺中,以及酸鹼等危險品的腐蝕---2.工廠中工作都需要秉持嚴謹態度認真對待,按流程操作 ------注意這兩點就可以了。
❺ 單晶矽片為什麼要倒角多晶矽片呢
單晶矽片倒角是為了充分利用硅棒,單晶多晶都有倒角。
單晶一般都為大倒角,是有單晶的工藝決定。單晶是有硅棒切割出來的,為了充分利用硅棒,才會出現大的倒角;而多晶一般為小倒角,是為了減少由於矽片邊緣的裂紋,在外界應力的作用下使矽片或者電池片破裂。
多晶電池片也會出現大的倒角,那些一般都是小倒角的電池片,發現存在問題後有切成大倒角的。
單晶矽片用途:
區熔法單晶主要用於高壓大功率可控整流器件領域,廣泛用於大功率輸變電、電力機車、整流、變頻、機電一體化、節能燈、電視機等系列產品。目前晶體直徑可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用於集成電路領域。 是電子信息材料中最基礎性材料,屬半導體材料類。
單晶硅已滲透到國民經濟和國防科技中各個領域,當今全球超過2000億美元的電子通信半導體市場中95%以上的半導體器件及99%以上的集成電路用硅。
直拉單晶硅產品,可以用於二極體級、整流器件級、電路級以及太陽能電池級單晶產品的生產和深加工製造,其後續產品集成電路和半導體分離器件已廣泛應用於各個領域,在軍事電子設備中也佔有重要地位。
❻ 硅棒\矽片加工生產
目前超過98%的電子元件材料全部使用單晶硅。其中用CZ法佔了約85%,其他部份則是由浮融法FZ生長法。CZ法生長出的單晶硅,用在生產低功率的集成電路元件。而FZ法生長出的單晶硅則主要用在高功率的電子元件。CZ法所以比FZ法更普遍被半導體工業採用,主要在於它的高氧含量提供了晶片強化的優點。另外一個原因是CZ法比FZ法更容易生產出大尺寸的單晶硅棒。 目前國內主要採用CZ法 CZ法主要設備:CZ生長爐 CZ法生長爐的組成元件可分成四部分 (1)爐體:包括石英坩堝,石墨坩堝,加熱及絕熱元件,爐壁 (2)晶棒及坩堝拉升旋轉機構:包括籽晶夾頭,吊線及拉升旋轉元件 (3)氣氛壓力控制:包括氣體流量控制,真空系統及壓力控制閥 (4)控制系統:包括偵測感應器及電腦控制系統 加工工藝: 加料→熔化→縮頸生長→放肩生長→等徑生長→尾部生長 (1)加料:將多晶硅原料及雜質放入石英坩堝內,雜質的種類依電阻的N或P型而定。雜質種類有硼,磷,銻,砷。 (2)熔化:加完多晶硅原料於石英堝內後,長晶爐必須關閉並抽成真空後充入高純氬氣使之維持一定壓力范圍內,然後打開石墨加熱器電源,加熱至熔化溫度(1420℃)以上,將多晶硅原料熔化。 (3)縮頸生長:當硅熔體的溫度穩定之後,將籽晶慢慢浸入硅熔體中。由於籽晶與硅熔體場接觸時的熱應力,會使籽晶產生位錯,這些位錯必須利用縮勁生長使之消失掉。縮頸生長是將籽晶快速向上提升,使長出的籽晶的直徑縮小到一定大小(4-6mm)由於位錯線與生長軸成一個交角,只要縮頸夠長,位錯便能長出晶體表面,產生零位錯的晶體。 (4)放肩生長:長完細頸之後,須降低溫度與拉速,使得晶體的直徑漸漸增大到所需的大小。 (5)等徑生長:長完細頸和肩部之後,借著拉速與溫度的不斷調整,可使晶棒直徑維持在正負2mm之間,這段直徑固定的部分即稱為等徑部分。單晶矽片取自於等徑部分。 (6)尾部生長:在長完等徑部分之後,如果立刻將晶棒與液面分開,那麼效應力將使得晶棒出現位錯與滑移線。於是為了避免此問題的發生,必須將晶棒的直徑慢慢縮小,直到成一尖點而與液面分開。這一過程稱之為尾部生長。長完的晶棒被升至上爐室冷卻一段時間後取出,即完成一次生長周期。 單晶硅棒加工成單晶硅拋光矽片 加工流程: 單晶生長→切斷→外徑滾磨→平邊或V型槽處理→切片 倒角→研磨 腐蝕--拋光→清洗→包裝 切斷:目的是切除單晶硅棒的頭部、尾部及超出客戶規格的部分,將單晶硅棒分段成切片設備可以處理的長度,切取試片測量單晶硅棒的電阻率含氧量。 切斷的設備:內園切割機或外園切割機 切斷用主要進口材料:刀片 外徑磨削:由於單晶硅棒的外徑表面並不平整且直徑也比最終拋光晶片所規定的直徑規格大,通過外徑滾磨可以獲得較為精確的直徑。 外徑滾磨的設備:磨床 平邊或V型槽處理:指方位及指定加工,用以單晶硅捧上的特定結晶方向平邊或V型。 處理的設備:磨床及X-RAY繞射儀。 切片:指將單晶硅棒切成具有精確幾何尺寸的薄晶片。 切片的設備:內園切割機或線切割機 倒角:指將切割成的晶片稅利邊修整成圓弧形,防止晶片邊緣破裂及晶格缺陷產生,增加磊晶層及光阻層的平坦度。 倒角的主要設備:倒角機 研磨:指通過研磨能除去切片和輪磨所造的鋸痕及表面損傷層,有效改善單晶矽片的曲度、平坦度與平行度,達到一個拋光過程可以處理的規格。 研磨的設備:研磨機(雙面研磨) 主要原料:研磨漿料(主要成份為氧化鋁,鉻砂,水),滑浮液。 腐蝕:指經切片及研磨等機械加工後,晶片表面受加工應力而形成的損傷層,通常採用化學腐蝕去除。 腐蝕的方式:(A)酸性腐蝕,是最普遍被採用的。酸性腐蝕液由硝酸(HNO3),氫氟酸(HF),及一些緩沖酸(CH3COCH,H3PO4)組成。 (B)鹼性腐蝕,鹼性腐蝕液由KOH或NaOH加純水組成。 拋光:指單晶矽片表面需要改善微缺陷,從而獲得高平坦度晶片的拋光。 拋光的設備:多片式拋光機,單片式拋光機。 拋光的方式:粗拋:主要作用去除損傷層,一般去除量約在10-20um; 精拋:主要作用改善晶片表面的微粗糙程度,一般去除量1um以下 主要原料:拋光液由具有SiO2的微細懸硅酸膠及NaOH(或KOH或NH4OH)組成,分為粗拋漿和精拋漿。 清洗:在單晶矽片加工過程中很多步驟需要用到清洗,這里的清洗主要是拋光後的最終清洗。清洗的目的在於清除晶片表面所有的污染源。 清洗的方式:主要是傳統的RCA濕式化學洗凈技術。 主要原料:H2SO4,H2O2,HF,NH4HOH,HCL (3)損耗產生的原因 A.多晶硅--單晶硅棒 多晶硅加工成單晶硅棒過程中:如產生損耗是重摻堝底料、頭尾料則無法再利用,只能當成冶金行業如煉鐵、煉鋁等用作添加劑;如產生損耗是非重摻堝底料、頭尾料可利用製成低檔次的硅產品,此部分應按邊角料征稅。 重摻料是指將多晶硅原料及接近飽和量的雜質(種類有硼,磷,銻,砷。雜質的種類依電阻的N或P型)放入石英坩堝內溶化而成的料。 重摻料主要用於生產低電阻率(電阻率<0.011歐姆/厘米)的矽片。 損耗:單晶拉制完畢後的堝底料約15%。 單晶硅棒整形過程中的頭尾料約20%。 單晶整形過程中(外徑磨削工序)由於單晶硅棒的外徑表面並不平整且直徑也比最終拋光晶片所規定的直徑規格大,通過外徑磨削可以獲得較為精確的直徑。損耗約10%-13%。 希望能對你有幫助!
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太陽能電池的結構工作原理和製造技術
近幾年來,受世界太陽能電池發展「熱潮」的影響,我國太陽能電池產業發展空前高漲,本文收集了太陽能電池的一些有關技術,以供讀者參考。
(一)太陽能電池的發展歷史:
太陽能電池是產生光生伏打效應(簡稱光伏效應)的半導體器件。因此,太陽能電池又稱為光伏電池,太陽能電池產業又稱為光伏產業。
1954年世界第一塊實用化太陽能電池在美國貝爾實驗室問世,幷首先應用於空間技術。當時太陽能電池的轉換效率為8%。1973年世界爆發石油危機,從此之後,人們普遍對於太陽能電池關注,近10幾年來,隨著世界能源短缺和環境污染等問題日趨嚴重,太陽能電池的清潔性、安全性、長壽命,免維護以及資源可再生性等優點更加顯現。一些發達國家制定了一系列鼓舞光伏發電的優惠政策,幷實施龐大的光伏工程計劃,為太陽能電池產業創造了良好的發展機遇和巨大的市場空間,太陽能電池產業進入了高速發展時期,幷帶動了上游多晶硅材料業和下游太陽能電池設備業的發展。在1997-2006年的10年中,世界光伏產業擴大了20倍,今後10年世界光伏產業仍以每年30%以上的增長速度發展。
世界太陽能電池的發展歷史如表1所示:
表1世界太陽能電池發展的主要節點
年份重要節點
1954美國貝爾實驗室發明單晶硅太陽能電池,效率為6%
1955第一個光伏航標燈問世,美國RCA發明GaAs太陽能電池
1958太陽能電池首次裝備於美國先鋒1號衛星,轉換效率為8%。
1959第一個單晶硅太陽能電池問世。
1960太陽能電池首次實現並網運行。
1974突破反射絨面技術,硅太陽能電池效率達到18%。
1975非晶硅及帶硅太陽能電池問世
1978美國建成100KW光伏電站
1980單晶硅太陽能電池效率達到20%,多晶硅為14.5%,GaAs為22.5%
1986美國建成6.5KW光伏電站
1990德國提出「2000光伏屋頂計劃」
1995高效聚光GaAs太陽能電池問世,效率達32%。
1997美國提出「柯林頓總統百萬太陽能屋頂計劃
日本提出「新陽光計劃」
1998單晶硅太陽能電池效率達到24.7%,荷蘭提出「百萬光伏屋頂計劃」
2000世界太陽能電池總產量達287MW,歐洲計劃2010年生產60億瓦光伏電池。
(二)、太陽能電池的種類
(三)、硅太陽能電池的結構及工作原理
硅太陽能電池的外形及基本結構如圖1。基本材料為P型單晶硅,厚度為0.3—0.5mm左右。上表面為N+型區,構成一個PN+結。頂區表面有柵狀金屬電極,矽片背面為金屬底電極。上下電極分別與N+區和P區形成歐姆接觸,整個上表面還均勻覆蓋著減反射膜。
當入發射光照在電池表面時,光子穿過減反射膜進入硅中,能量大於硅禁帶寬度的光子在N+區,PN+結空間電荷區和P區中激發出光生電子——空穴對。各區中的光生載流子如果在復合前能越過耗盡區,就對發光電壓作出貢獻。光生電子留於N+區,光生空穴留於P區,在PN+結的兩側形成正負電荷的積累,產生光生電壓,此為光生伏打效應。當光伏電池兩端接一負載後,光電池就從P區經負載流至N+區,負載中就有功率輸出。
太陽能電池各區對不同波長光的敏感型是不同的。靠近頂區濕產生陽光電流對短波長的紫光(或紫外光)敏感,約占總光源電流的5-10%(隨N+區厚度而變),PN+結空間電荷的光生電流對可見光敏感,約佔5%左右。電池基體區域產生的光電流對紅外光敏感,佔80-90%,是光生電流的主要組成部分。
(四)、太陽能電池的製造技術
晶體硅太陽能電池的製造工藝流程如圖2。提高太陽能電池的轉換效率和降低成本是太陽能電池技術發展的主流。
1、具體的製造工藝技術說明如下:
(1)切片:採用多線切割,將硅棒切割成正方形的矽片。
(2)清洗:用常規的矽片清洗方法清洗,然後用酸(或鹼)溶液將矽片表面切割損傷層除去30-50um。
(3)制備絨面:用鹼溶液對矽片進行各向異性腐蝕在矽片表面制備絨面。
(4)磷擴散:採用塗布源(或液態源,或固態氮化磷片狀源)進行擴散,製成PN+結,結深一般為0.3-0.5um。
(5)周邊刻蝕:擴散時在矽片周邊表面形成的擴散層,會使電池上下電極短路,用掩蔽濕法腐蝕或等離子干法腐蝕去除周邊擴散層。
(6)去除背面PN+結。常用濕法腐蝕或磨片法除去背面PN+結。
(7)製作上下電極:用真空蒸鍍、化學鍍鎳或鋁漿印刷燒結等工藝。先製作下電極,然後製作上電極。鋁漿印刷是大量採用的工藝方法。
(8)製作減反射膜:為了減少入反射損失,要在矽片表面上覆蓋一層減反射膜。製作減反射膜的材料有MgF2,SiO2,Al2O3,SiO,Si3N4,TiO2,Ta2O5等。工藝方法可用真空鍍膜法、離子鍍膜法,濺射法、印刷法、PECVD法或噴塗法等。
(9)燒結:將電池晶元燒結於鎳或銅的底板上。
(10)測試分檔:按規定參數規范,測試分類。
由此可見,太陽能電池晶元的製造採用的工藝方法與半導體器件基本相同,生產的工藝設備也基本相同,但工藝加工精度遠低於集成電路晶元的製造要求,這為太陽能電池的規模生產提供了有利條件。
(五)、太陽能電池的晶元尺寸:
規模化生產太陽能電池的晶元尺寸分別為(103×103)mm2、(125×125)mm2、(156×156)mm2和(210×210)mm2的方片。目前的主流仍是(156×156)mm2,2007年將過渡到(210×210)mm2為主流晶元。最近德國已推出了代表國際最先進的(210×210)mm2矽片全自動生產設備。
晶元的厚度也愈來愈薄,從→300→270→240→210→180um,目前晶體矽片主要使用厚度為210—240um。
(六)、太陽能電池的晶元材料及轉換效率:
1、晶體硅(單晶硅和多晶硅)太陽能電池:
2004年晶體硅太陽能電池占總量的84.6%,生產技術成熟,是光伏產業的主導產品。在光伏產業中占據著統治地位。
對於高效單晶硅太陽能電池,國際公認澳大利亞新南威爾士大學達到了最高轉換效率為24.7%,目前世界技術先進產品轉換效率為19-20%。對於多晶硅太陽能電池澳大利亞新南威爾士大學多晶硅電池效率已突破19.8%,技術先進產品的效率為15-18%。
2、非晶體硅太陽能電池:
α-Si(非晶硅)太陽能電池一般採用高頻輝光使硅烷分解沉積而成。由於分解溫度低(250-5000C),可在薄玻璃、陶瓷、不銹鋼和塑料底片上沉積1um厚的薄膜,且易於大面積化。非晶硅太陽能電池多數採用PIN結構,有時還製成多層疊層式結構。
非晶硅太陽能電池大量生產的大面積產品的轉換效率為10-12%,小面積產品轉換效率已提高到14.6%,疊層結構電池的最高效率為21%。
3、砷化鎵(GaAs)太陽能電池:
GaAs太陽能電池多數採用液相外延法或MOCVD技術制備,GaAs太陽能電池的效率可高達29.5%,一般在19.5%左右。產品具有耐高溫和抗輻射特點,但生產成本較高,產量受限,主要用作空間電源。以矽片為襯底,擁MOCVD方法製造GaAs/Si異質結太陽能電池是降低成本很有希望的方法,最高效率23.3%,GaAs疊層結構的太陽能電池效率接近40%。
4、其他化合物半導體太陽能電池:
這方面主要有CIS(銅銦硒)薄膜、CdTe(碲化鎘)薄膜和InP(磷化銦)太陽能電池等。這些太陽能電池的結構與非晶硅電池相似。但CIS薄膜一般厚度為2-3um,已達到的轉換效率為17.7%。CdTe薄膜很適合於製作太陽能電池。其理論轉換效率達30%,目前國際先進水平轉換效率為15.8%,多用於空間方面。2004年世界各種太陽能電池產量的種類分布如表2
表22004年世界各種太陽能電池產量的種類分布
序號太陽能電池種類總產量(MW)百分比(%)
1單晶硅平板電池314.428.6
2多晶硅平板電池669.256.0
3非晶硅(室內室外)47.13.9
4帶硅電池41..03.4
5CdTea(碲化鎘)電池13.01.1
6CIS(銅銦硒)3.00.25
7非晶硅/單晶硅電池80.06.7
總量1195.2100
(七)、提高太陽能電池效率的特殊技術:
晶體硅太陽能電池的理論效率為25%(AMO1.0光譜條件下)。太陽能電池的理論效率與入射光能轉變成電流之前的各種可能損耗的因素有關。其中,有些因素由太陽能電池的基本物理決定的,有些則與材料和工藝相關。從提高太陽能電池效率的原理上講,應從以下幾方面著手:
1、減少太陽能電池薄膜光反射的損失
2、降低PN結的正向電池(俗稱太陽能電池暗電流)
3、PN結的空間電荷區寬度減少,幷減少空間電荷區的復合中心。
4、提高硅晶體中少數載流子壽命,即減少重金屬雜質含量和其他可作為復合中心的雜質,晶體結構缺陷等。
5、當採取太陽能電池硅晶體各區厚度和其他結構參數。
目前提高太陽能電池效率的主要措施如下,而各項措施的採用往往引導出相應的新的工藝技術。
(1)選擇長載流子壽命的高性能襯底硅晶體。
(2)太陽能電池晶元表面製造絨面或倒金字塔多坑表面結構。電池晶元背面製作背面鏡,以降低表面反射和構成良好的隔光機制。
(3)合理設計發射結結構,以收集盡可能多的光生載流子。
(4)採用高性能表面鈍化膜,以降低表面復合速率。
(5)採用深結結構,幷在金屬接觸處加強鈍化。
(6)合理的電極接觸設計以達到低串聯電阻等。
(八)、太陽能電池的產業鏈
(九)、上海太陽能電池產業概況:
上海對於光電轉換器件的研究起步於1959年。當時在中科院技術物理研究所和上海科技大學等單位作為光電探測器件課題進行研究。上世紀八十年代,上海儀表局所屬的上海半導體器件八廠等單位生產小功率的蘭硅光電池在市場上銷售。八十年代後期,受世界太陽能電池產業迅速發展的影響,上海開始建立專業的太陽能電池晶元生產企業和專業的研究機構。近10年多來,隨著我國太陽能電池「熱潮」的到來,製造太陽能電池組件的企業紛紛建立,而且隨著單晶硅和多晶硅材料供應緊張,許多小型的硅單晶企業也蜂湧而至。從上世紀九十年代以來,上海的太陽能電池產業逐步形成規模。
目前,上海地區從事太陽能電池晶元、組件、硅材料和設備生產和技術研究的單位共20餘個。
其中,太陽能電池晶元製造的主要企業有上海太陽能科技有限公司、上海泰陽公司等。2006年中芯國際(上海)公司Fab10建成投產,利用8英寸硅單晶矽片製造太陽能電池晶元,開創了上海利用8英寸多晶矽片製造太陽能電池的新範例。目前,上海太陽能電池晶元的產量在30-40MW左右。上海太陽能電池組件的生產企業共有10個左右。主要企業仍有上海太陽能科技有限公司和上海泰陽公司(與上海交通大學合作)等。目前上海太陽能電池組件的產量為50-70MW左右。由於太陽能電池組件生產技術及設備要求較為簡單,因此,太陽能電池組件生產企業中,有多家為民營企業。由於國內太陽能電池晶元供應不足,這些企業往往採用進口晶元組裝後絕大部分返銷境外,僅少數投放國內市場。
近幾年來,由於可提供太陽能電池晶元生產的硅單晶片和硅多晶矽片嚴重短缺,價格不斷大幅度上升,例如2003年進口電子級多晶硅每公斤為22-25美元,而2006年進口同樣多晶硅的價格上升200%至300%,有些經銷商轉手倒賣時,價格甚至抬高5至8倍。在這種情況下,許多中小型的硅單晶生產企業蜂湧而至。從上世紀九十年代以來,在上海及周邊地區建立中小型太陽能電池硅單晶(或硅多晶)的生產企業達4至5個之多。上海通用硅有限公司和上海卡姆丹克公司(合資企業)是其中有代表性的企業。它們各具有許多直拉單晶爐,可以拉制5.5〃,6〃,6.5〃和8〃直徑的硅單晶,形成了可供年產25——30MW太陽能電池晶元的市場。但是由於多晶硅原材料供應不足,這些企業拉制的硅單晶原材料只能供給生產20MW太陽能電池晶元所用。因此,硅材料缺乏已成為抑制上海(乃至全國)太陽能電池產業封裝的瓶頸。因此,通過上海與外省市的合作發展多晶硅產業已是涉及到微電子產業和太陽能電池產業的戰略問題。
(十)中芯國際(上海)的經驗:
中芯國際(上海)為國內集成電路(或半導體器件)晶元製造企業開展太陽能電池晶元或組件生產走出了一條成功之路,從中芯國際(上海)Fab10投產的實踐來看,證明了以下事實,即集成電路(或半導體器件)晶元製造企業太陽能電池晶元具有許多有利條件:
●基本工藝相同;
●廢舊硅圓片可充分利用,有利於降低製造成本;
●生產線設備基本上可用進口設備或國產設備節省投資;
●太陽能電池晶元製造若延伸至組件製造,更有利於企業獲得較好效益。
但由於集成電路(或半導體器件)晶元製造企業的可利用的單晶矽片數量有限,因此當太陽能電池晶元生產規模擴大時必須考慮其他晶體硅的來源
❽ 太陽能單晶矽片生產中,切片的工藝從切方、滾磨、切片、脫膠、清洗、檢片的注意事項,特別是切片
101, 單晶制備, 單晶片加工工、AF延工、半導體溫差電致冷材料制備工、半導體溫差 ...
工、果汁醬加工工、果脯蜜餞加工工、蜜蜂產品加工工、炒貨加工工、魔芋切片工、菜
❾ 矽片切割一般有什麼難點啊
現在光伏行業興興向榮,發展迅速。據不完全統計,現在全國已有兩百多家矽片生產企業。2014年中國多晶硅生產規模明顯增長,預計全年產量將超過13萬噸,和2013年的8萬噸相比,同比增加62.5%,其中前三季度多晶硅產量已經達到9.8萬噸。矽片產能迅速增長勢必帶來矽片切割液的需求量增加。但現在矽片切割液呈現的問題依舊比較突出,主要表現在以下五個方面:
1、切割後的表面TTV大,有線痕:由於矽片在切割過程中會發生脆性崩裂或劃痕,影響了矽片表面的粗糙度和翹曲度,使得所加工的矽片總厚度存在誤差。
2、不耐酸耐腐:由於矽片切割設備在酸性環境下會生銹腐蝕,質量差的切割液會加重腐蝕程度,所以如何防腐防銹是判斷矽片切割液優劣的關鍵所在。
3、使用壽命短:現在很多矽片切割液使用的添加劑質量差,不利於切割後清洗,從而縮短了金剛砂線的使用壽命。
4、產生氫氣:切割過程中切屑硅粉由於粒度太細與水反應會釋放出氫氣,長時間的生產積累會產生安全隱患。
5、生產成本高:目前很多切割液由於技術和使用方法的局限,不能回收利用,無形中又增加了企業的運營成本。
由於這五大難題的客觀存在,使得很多矽片生產廠家陷入了困境。不及時解決這個問題,不僅嚴重影響了生產,更會制約企業的長遠發展。
基於以上幾大難題,常州君合科技研製出了一種新型的矽片切割液——金剛砂線切割液。它是一種新型產品,主要用於單晶硅、多晶硅等非金屬脆硬材料的金剛砂線切割,具有優異的潤滑、冷卻、防腐、防銹、氫氣抑制功能,切割後的矽片表面TTV小,無線痕,並且能夠延長金剛砂線的使用壽命。而且無需稀釋,可以直接使用在矽片切割的線切割機床上。由於其優越的潤滑防銹性能,完美的解決了矽片在切割過程中產生的各種問題,減少了生產成本,從而減輕了企業的負擔。
❿ 單晶硅的生產工藝流程
摘要 直拉法和區熔法是制備單晶硅最常用的方法