找到110项技术成果数据。
找技术 >中浓度硅熔制作多晶硅技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
在LPCVD设备中采用浓度为50%的硅烷替代浓度为20%的硅烷,生长的多晶硅具有表面光亮、方块电阻小、均匀性好、等离子腐蚀速率较高等优,适用于大直径硅片加工和大批量生产。采用该技术,彻底改变了采用低浓度硅熔时存在的对于真空度各项参数要求过高,需要系统较好密封,对及对于多晶薄膜的等离子腐蚀速率不稳或结构易于粗糙等问题,缩短了与先进国家技术的差距,为我国半导体技术的发展做出了贡献。达到国内领先水平。
利用四氯化硅生产高纯硅酸钾,白炭黑等生产工艺
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:技术转让项目名称:利用多晶硅副产物四氯化硅生产白炭黑,水玻璃等硅的系列化合物生产工艺多晶硅生产中副产物四氯化硅是一种具有强腐蚀性,有毒有害液体,对安全和环境危害极大,而生产一吨多晶硅要副产四氯化硅8-10吨,因此能否消化掉四氯化硅则成为多晶硅产业发展的最大障碍。现研究出几种湿法消化四氯化硅的生产工艺,使其转化为白炭黑,高纯度硅酸钠,硅酸钾等硅的化合物,其工艺总的特点是投资少,上马快,方法简便,成本低,产品质量好,有较好的经济效益和社会效益。生产技术一,利用四氯化硅生产高纯硅酸钠(水玻璃),高纯硅酸钾,显像管用硅酸钾,高纯硅酸钾钠,其产品质量好,纯度高,并具有高透明性,高稳定性。生产技术二,利用四氯化硅制备白炭黑,其产品纯度高,质量好。在以上生产工艺中所用助剂根据各地情况不同,可选用电石灰(Ca(OH)2),生石灰(CaO),硅灰石(CaSiO3),高岭土(Al2O3.2SiO2.2H2O),膨润土(Al2O3.4SiO2.3H2O)等矿物,并可分别副产无水氯化钙,二水氯化钙,六水氯化钙,氯化铝,聚合氯化铝等副产物。技术的应用领域前景分析:用四氯化硅生产的高纯硅酸钾、硅酸钠不但纯度高,而且透明度高(真溶液),稳定性好(长时间存放也不会析出沉淀)因此在各应用领域其效果都优于现普遍使用的硅酸钠,硅酸钾。尤其高纯硅酸钾(电子级硅酸钾)在显像管中广泛应用,其经济效益更加显著。用四氯化硅生产硅的系列化合物不但有较好的经济效益而且较好的消化了四氯化硅因此也有较好的社会效益。效益分析:由于使用四氯化硅为原料,价格便宜,因此其成本远低于现在普便使用的纯碱法生产的普通硅酸钠或白炭黑的生产成本,生产一吨高纯硅酸钠其原材料成本(不包括四氯化硅)只需200——250元。厂房条件建议:无备注:无
100cm×100cm大尺寸多晶硅铸锭的技术开发及其产业化应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容 多晶硅铸锭是晶体硅片制造的核心工序,也是提高太阳能电池转换效率、降低发电成本的关键技术。研究如何提高单炉产能与成品率、降低生产能耗和成本是多晶硅铸锭领域技术研发的永恒主题。 大量研究表明,增大硅锭的尺寸,如高度、宽度等,可以显著地提高单炉产出量,提高单个硅锭的切片比率(收益率),减少单位耗能量,从而降低铸锭成本,减少能源和物料的消耗。为了达到上述目的,铸锭炉正朝着低成本大尺寸铸锭方向不断发展。 该项目联合设备制造商北京某科技股份有限公司、坩埚制造商江西某太阳能新材料有限公司,组织了一批铸锭、设备、坩埚等方面的专家,利用计算机软件对铸锭炉热场进行模拟,设计开发出新一代的G6铸锭炉热场、铸锭炉设备等一系列配套装备和G6多晶硅锭的晶体生长工艺。技术经济指标: 单炉铸锭产量800-1000千克,相比之前提升60%以上。 每公斤铸炉能耗低于7.0度/千克,相比之前降低20%。 硅锭可切片有效利用率达到71%,相比提升5个百分点。 每片铸锭成本控制在0.52元以内,相比降低约18%。 促进行业科技进步作用及应用推广情况: 该项目的G6(100cm×100cm)铸锭炉相比G5铸锭炉,单炉产量大、单位能耗低、每瓦发电成本低,极大促进了光伏发电平价上网的进程。 该项目在2009年成功研发出世界首个G6(800kg)硅锭。经过规模化试产,设备和工艺稳定高效,该项目已经在赛维LDK获得产业化推广,已经形成了年产1000MW的硅片生产产能。2014年实现销售年收入18亿人民币,新增利润3亿元,创收外汇1.2亿美元。 该项目的研究成果广泛应用于光伏太阳能领域,项目研发的铸锭设备和石英坩埚等在各硅片厂家得到广泛应用。G6炉以及G6硅锭成为行业的主流,引领硅片行业进入G6时代。
高容量、低成本锂离子电池用硅-碳负极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介新能源汽车的迅猛发展,为动力电池产业提供了万亿级的市场容量,到2020年底,城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达60万辆。目前使用的石墨类伏击材料容量低,无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料,以提高纯电动汽车的续航里程2倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200mAh/g),其容量是现有商业化的石墨负极的10多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响其循环寿命。我们团队经过数年研究,提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能源部高度评价了该项研究成果(2015年仅有2项研究成果受此殊荣)。二、技术指标(性能参数)产品名称 循环周数 容量(mAh/g)贝特瑞产品 S400 600-800 400-499(0.1C)S500 600-800 500-599(0.1C)S600 600-800 600-650(0.1C)清矽能源产品 Q600 1000-1200 600-699(0.3C)Q800 1000-1200 800-899(0.3C)Q1200 1000-1200 1200-1250(0.3C)--250--西安交通大学国家技术转移中心三、市场前景及应用该产品在以电动汽车为代表的动力电池和消费型电子产品中均有着广泛的应用前景。作为新一代高能量密度锂离子电池负极材料,极其发展潜力。2018年3月,已于多氟多公司开展合作。该项目还可利用多晶硅太阳能生产过程中产生的废料(如加工多晶硅过程中切割产生的微米硅粉,硅块)为初始原料来制备高附加值硅-碳负极材料,为多晶硅产业的升级转型带来了新的发展机遇。四、技术成熟度□实验室阶段工程化阶段□产业化阶段实验室月产量约1吨。五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议合作要求:电池领域企业
硅基薄膜太阳能电池制备技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介太阳能是大自然赐予人类最清洁,最丰富的能源资源,目前商用的太阳能电池以晶体硅 电池为主,由于晶体硅消耗硅料较多,近年来人们一直致力于开发硅薄膜电池。非晶硅薄膜 电池已经实现了商业化生产并有了一定的市场份额,但它仍存在不足之处,包括光致衰减效 应和转换效率不高(约6%)等。本项目在国家863计划课题(2006AA03Z219)支持下,开展了 以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和纳米晶薄膜的制备和相关材料的单结与叠层硅基太阳能电池关 键技术研究。二、 创新点以及主要技术指标1.利用LPCVD方法和自扩散技术生长多晶硅p-n结,结合层转移技术制备多晶硅薄膜 太阳能电池;2.采用金属诱导晶化和快速热处理技术实现优质多晶硅薄膜的制备并在低温下制备太 阳能电池;3.在PECVD和HWCVD生长硅薄膜时,通过生长温度,气体流量,氢气稀释比,腔 室气压等参数实现微晶硅或者纳米晶薄膜的生长;4.采用双层膜技术减小表面处入射光的反射并实现表面钝化,提高入射光的收集率和 少数载流子寿命;5.采用高低结结构增加光生载流子的收集效率;6.采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备,扩展电池的光谱收集范围,提高电池 的转换效率。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1519412546934.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1520258447240.png"/ /p
一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及溅射镀膜领域,具体涉及一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用。包括以下步骤:(1)装入硅料;(2)熔化阶段;(3)长晶过程;(4)减小热应力;(6)降温阶段。本发明选用多晶硅铸锭/提纯过程中产生的尾料作为原料,通过电子束熔炼耦合定向凝固将纯度较低的多晶硅原料提纯获得高纯多晶硅料,通过向硅中添加铝硼合金控制硅靶材的电阻率,通过籽晶诱导定向凝固工艺保证晶粒取向和均匀性,通过凝固工艺调整抑制晶体缺陷的形成。该方法制得的产品出成率能够达到80%左右,且具有成本低、纯度高、结晶取向一致、晶体缺陷少、电阻率可控的优点。
以冷坩埚为基础的光伏级多晶硅工业试验
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
太阳能具有资源永不枯竭性、原料丰富、运行过程中零排放等优点,因此光伏发电被认为是未来最可靠、最安全环保的、可持续的能源供给方式。近几年,国内光伏产业规模快速扩张,产业链不断完善,制造成本持续下降,具备了较强的国际竞争能力。但时下光伏产业发展还需要政府补贴,只有进一步降低成本,使普通百姓能够真正用得起光伏电,届时光伏产业会迎来爆发式的增长。由于支持光伏产业发展的技术路线完全是照搬半导体行业的技术路线,因此在技术路线的基础上再进一步大幅度降低其成本的潜力已经有限。 该课题组认为通过技术创新,彻底改变光伏产业发展的技术路线,是未来大幅度降低光伏产业成本的根本出路。针对未来光伏产业低成本、环境友好的需要,课题组设计了以冷坩埚定向凝固技术去除硅材料中金属及过渡金属杂质为基础,同时与在线造渣脱硼技术,高真空电子束除磷技术相结合,以冶金硅为原料实现工业化生产光伏级高纯多晶硅铸锭的生产技术。该技术的高真空设备的真空度达到1×10-4Pa,硅中磷含量不高于0.15ppmw;采用渣洗除硼技术,硼含量小于0.3ppmw;采用冷坩埚定向凝固技术除金属杂质,硅中总金属杂质含量不高于0.1ppmw。 该技术的优点在于:该技术使多晶原料的生产与多晶铸锭有机结合,缩短了工艺流程,降低生产成本;该技术实施过程中没有废水、废气、废液的产生,生产过程环境友好;该技术通过冷坩埚技术的应用,彻底克服了困扰冶金法发展的瓶颈问题,即提纯过程来自于坩埚及热场的二次污染问题,产品质量高,重复性好;该技术实施过程中与传统的多晶硅生产过程相比,没有使用价格昂贵的高纯石英、石墨材料,大幅降低了生产成本。该技术生产的光伏级多晶硅的纯度达到了6.5N以上,多晶电池片其平均光电转换效率为17.1%。 该课题在前期取得的技术进展的基础上,开展以下有针对性的、关键的科学问题研究:用于硅提纯的冷坩埚设备优化问题;在电磁搅拌条件下硅提纯过程热力学、动力学问题;强交变电磁场条件下形成的温场特性的研究;该种材料硅晶体缺陷与杂质的研究、针对该种材料制备的电池片性能的研究及其与提纯工艺的关系等问题。在该基础上优化设备及提纯工艺。 另一方面,根据该技术生产的多晶硅物理、电学等特性进一步优化电池制备工艺,也会进一步提高电池片的光电转化效率。随着理论供研究的深入及工艺的优化,该技术生产的电池片综合性能会接近西门子法原料生产的电池片光电转化水平,目标为电池片平均光电转换效率接近18%,同时使后期电池片的光衰减争取降到零,使该技术生产的电池片综合指标达到甚至超过普通电池片的水平。解决低成本高质量太阳能级多晶硅规模化生产关键技术,满足光伏产业低成本原料生产的内在要求。综上所述,该技术恰恰适应了光伏产业发展的需要,能过低成本、环境友好、工业化大规模生产光伏级多晶硅锭,极大降低了光伏发电成本,从而促进光伏产业早日实现摆脱政府补贴,真正意义的、大规模的商业运行模式。由此带来的经济效益和社会效益是不言而喻的。
工业硅的精细冶炼及其产业化
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点和技术指标 项目特点:①充分利用工业硅冶炼的余热,加强管理进行精细冶炼,可达到降低能耗和成本的效果;②成本低:6N纯度成本约10$/kg;③设备较简单:自主设计和加工;④和常规工业硅冶炼工艺完全兼容;⑤注意环保,达标排放。 技术指标:可将1-2N工业硅,提纯到5N-6N,6N的多晶硅所在寿命大于10微妙,产量由投入的经费和设备决定。 二、技术成熟程度 精细冶炼方法已经经过以年多的探索,经过国内专家和企业家多次论证,任务方法可行,实验室已经完成4N的湿法提纯,现在进行中试(1-10Kg级),今年底可转向大批量生产(100kg)。正在自主设计和加工湿法冶炼、真空除渣熔炼和在线定向凝固设备,并在冶炼厂的现场进行精细冶炼的中试,预计明年可转向正式生产。 三、应用范围 用于工业硅的精细提纯,将1N~2N的工业硅直接提纯到6N以上,定向凝固后,切片直接(或拉制硅单晶)供给电池企业生产太阳能电池芯片。 四、投产条件与预期经济效益 投产条件: ① 最好是已进行工业硅冶炼的企业接受本项新技术,如果是没有工业硅冶炼设备的公司则要增加电磁真空熔炼设备,约200万元; ② 厂房用地约500平方米以上; ③ 具有水、电、气供应和环保排放系统; ④ 年产6N的多晶硅100吨,需要投入设备经费至少600万元。 预期经济效益: 目前产品:6N多晶硅的正常价格50$/kg , 炒作到~180$/kg , 供不应求。 原料:1N~2N工业硅的价格: ~1$/kg。 成本: 本方法从1N~2N工业硅提纯到6N多晶硅成本约为~10$/kg。 经济效益:一年半左右可回收投入成本,原料到产品升值约50倍以上。 五、合作方式 合作研发
物理法(冶金法)制备多晶硅生产工艺研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、 任务来源 2013年安阳市科技公关项目。 二、应用领域和技术原理 应用领域:制备太阳能级多晶硅。 技术原理:物理法(又称冶金法)提纯多晶硅,Si原子不参加化学反应。提纯方法包括: ①酸洗法。酸与多晶硅中的金属杂质及化合物发生反应而被除去; ②定向凝固法。利用杂质元素在Si固/液中的分凝现象而被除去。 ③吹气造渣法是利用氧化气体或造渣剂与多晶硅中的B、C等杂质发生反应,通过抽气或者分凝而被移出; ④吸杂法是利用某些金属例如Sn能降低多晶硅的熔点,然后使多晶硅重新结晶而杂质被除去。金属吸杂剂在提纯多晶硅的过程中,自身纯度亦得到提高。组合多种物理法提纯多晶硅,可以将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级多晶硅的水平。 三、 性能指标 利用物理法制备太阳能级多晶硅材料,使其纯度达到6N。从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 四、 与国内外同类技术比较 2010年,伍继君等采用熔渣法提纯多晶硅。2011年,李成义等以王水和氢氟酸为酸洗介质,研究酸洗法对冶金硅典型杂质的脱除效果。罗大伟等人遴选不同造渣剂,采用电磁感应熔炼法除去冶金级硅中的杂质硼。2013年,吴浩等人利用硅系合金法提纯多晶硅。这些方法仅仅是物理法提纯多晶硅的个案,得到的结果是某些杂质的去除率,而没有阐明是否能将多晶硅杂质浓度降低到6N数量级。 本项目组合利用多晶硅物理提纯方法,将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级(6N)。利用吸杂法提纯多晶硅的过程,不但多晶硅的纯度得到提高,而且吸杂剂的纯度亦得到提高。 五、成果的创造性、先进性 ① 利用吸杂法(Sn-Si合金法)对硅料进行提纯,加热温度低,对环境友好,多晶硅提纯效率高,制备的多晶硅杂质含量能降低到太阳能级水准(6N),吸杂剂Sn在提纯多晶硅的过程中,杂质含量不升反降,体现 本课题的创新之处和先进性。 ② 组合不同物理提纯方法,对硅料进行提纯,能量消耗少,提纯效率高,优化各种技术参数,使多晶硅纯度满足太阳能级多晶硅的要求,体现 本课题研究追求实用的特色。 ③ 从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 六、作用意义(直接经济效益和社会意义) ① 直接经济效益 多晶硅是光伏产业和电子产业的重要原材料。作为原材料之一的高纯多晶硅的成本占太阳能电池生产总成本的20%。因此,在不影响太阳能电池光电转化效率和电子元器件性能的前提下,降低多晶硅的制作成本是降低太阳能电池生产成本和电子元器件生产成本的有效措施。利用改良西门子法生产太阳能级多晶硅的成本120元/Kg,利用物理法制备太阳能级多晶硅60元/Kg,成本降低60元/Kg。若一年生产太阳能级多晶硅300吨,可以降低生产成本0.18亿元。 ② 社会环境效益 利用物理法制备太阳能级多晶硅可以安排1人/t就业。与化学法制备太阳能多晶硅相比,物理法制备太阳能多晶硅,对环境友好,没有氯气等有害污染物排放。 物理法(冶金法)制备太阳能多晶硅经济、社会环境效益明显。 七、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见。 推广应用范围:物理法制备太阳能多晶硅的方法技术除了应用于多晶硅的提纯,多晶硅晶格缺陷的修复,亦可扩展应用于稀有贵重金属的提纯和其它金属材料的提纯。 推广应用条件:在较低温度下使多晶硅和其它材料融化。 应用前景:化学法生产太阳能级多晶硅,投资大,生产效率低,能耗高,但产出的多晶硅纯度高;物理法生产太阳能级多晶硅,既高效又环保,制备出的多晶硅完全能够满足光伏产业和电子产业预处理的需要,具有广阔的应用前景。 存在的问题及改进意见:物理法(冶金法)生产的多晶硅目前纯度最高仅达到7N,还无法满足直接应用于电子产业元器件的制造,仅能作为电子产业原材料提纯的预处理手段。欲生产电子级多晶硅,还需要物理法和化学法配合使用,扬长避短,作为集成技术,协同生产多种纯度的多晶硅。
一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前在多晶硅生产中国内多采用圆柱形的硅芯,存在的问题是大批量生产受到硅 芯炉单产的限制,无法满足年产1000吨以上多晶硅工厂生产的需要;采用大型线切割机可 以大批量的生产方硅芯,但是目前尚无专门针对方硅芯的生产装配方法及夹持装置。本发明所要解决的技术问题是提供一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,可以解决方硅芯的装配问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题。本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,也提高了生产效率为解决上述技术问题,本发明所采用的技术原理是:一种采用方硅芯生产多晶硅 的方法,包括以下步骤:将方硅芯一端倒角或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方 硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻两根方硅芯的V形槽内,得到H型导电回路。本发明提供的一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,通过将方硅芯一端倒角 或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻 两根方硅芯的V形槽内,得到π型导电回路。具有装配可靠、便捷的优点,克服硅芯易断性,解决还原炉装配方硅芯的问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题,确保开炉成功率99%以 上,本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,可大批量 生产,也提高了生产效率。 一种采用方硅芯生产多晶硅的方法,适用情况如下:将方硅芯4 一端倒 角或倒圆后,插入到夹持装置6中的石墨卡瓣3内,方硅芯4另一端开V形槽41,将搭接横 梁5放入相邻两根方硅芯4的V形槽41内,得到Π型导电回路。所述的V形槽41其夹角为90°。所述的V形槽41按 对角线方向设置。所述的搭接横梁5为较短的方硅芯。这样可以将搭接横梁5正好放入到 方硅芯4顶端的V形槽41内,通过确保方硅芯4的高度一致可以保证连接的可靠,包括力 连接的可靠和电连接的可靠,其中力连接的可靠可以降低生产过程中倒棒的问题,一根方 硅芯4可以为与其连接的另一根方硅芯4提供撑。
找到110项技术成果数据。
找技术 >中浓度硅熔制作多晶硅技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
在LPCVD设备中采用浓度为50%的硅烷替代浓度为20%的硅烷,生长的多晶硅具有表面光亮、方块电阻小、均匀性好、等离子腐蚀速率较高等优,适用于大直径硅片加工和大批量生产。采用该技术,彻底改变了采用低浓度硅熔时存在的对于真空度各项参数要求过高,需要系统较好密封,对及对于多晶薄膜的等离子腐蚀速率不稳或结构易于粗糙等问题,缩短了与先进国家技术的差距,为我国半导体技术的发展做出了贡献。达到国内领先水平。
利用四氯化硅生产高纯硅酸钾,白炭黑等生产工艺
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:技术转让项目名称:利用多晶硅副产物四氯化硅生产白炭黑,水玻璃等硅的系列化合物生产工艺多晶硅生产中副产物四氯化硅是一种具有强腐蚀性,有毒有害液体,对安全和环境危害极大,而生产一吨多晶硅要副产四氯化硅8-10吨,因此能否消化掉四氯化硅则成为多晶硅产业发展的最大障碍。现研究出几种湿法消化四氯化硅的生产工艺,使其转化为白炭黑,高纯度硅酸钠,硅酸钾等硅的化合物,其工艺总的特点是投资少,上马快,方法简便,成本低,产品质量好,有较好的经济效益和社会效益。生产技术一,利用四氯化硅生产高纯硅酸钠(水玻璃),高纯硅酸钾,显像管用硅酸钾,高纯硅酸钾钠,其产品质量好,纯度高,并具有高透明性,高稳定性。生产技术二,利用四氯化硅制备白炭黑,其产品纯度高,质量好。在以上生产工艺中所用助剂根据各地情况不同,可选用电石灰(Ca(OH)2),生石灰(CaO),硅灰石(CaSiO3),高岭土(Al2O3.2SiO2.2H2O),膨润土(Al2O3.4SiO2.3H2O)等矿物,并可分别副产无水氯化钙,二水氯化钙,六水氯化钙,氯化铝,聚合氯化铝等副产物。技术的应用领域前景分析:用四氯化硅生产的高纯硅酸钾、硅酸钠不但纯度高,而且透明度高(真溶液),稳定性好(长时间存放也不会析出沉淀)因此在各应用领域其效果都优于现普遍使用的硅酸钠,硅酸钾。尤其高纯硅酸钾(电子级硅酸钾)在显像管中广泛应用,其经济效益更加显著。用四氯化硅生产硅的系列化合物不但有较好的经济效益而且较好的消化了四氯化硅因此也有较好的社会效益。效益分析:由于使用四氯化硅为原料,价格便宜,因此其成本远低于现在普便使用的纯碱法生产的普通硅酸钠或白炭黑的生产成本,生产一吨高纯硅酸钠其原材料成本(不包括四氯化硅)只需200——250元。厂房条件建议:无备注:无
100cm×100cm大尺寸多晶硅铸锭的技术开发及其产业化应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容 多晶硅铸锭是晶体硅片制造的核心工序,也是提高太阳能电池转换效率、降低发电成本的关键技术。研究如何提高单炉产能与成品率、降低生产能耗和成本是多晶硅铸锭领域技术研发的永恒主题。 大量研究表明,增大硅锭的尺寸,如高度、宽度等,可以显著地提高单炉产出量,提高单个硅锭的切片比率(收益率),减少单位耗能量,从而降低铸锭成本,减少能源和物料的消耗。为了达到上述目的,铸锭炉正朝着低成本大尺寸铸锭方向不断发展。 该项目联合设备制造商北京某科技股份有限公司、坩埚制造商江西某太阳能新材料有限公司,组织了一批铸锭、设备、坩埚等方面的专家,利用计算机软件对铸锭炉热场进行模拟,设计开发出新一代的G6铸锭炉热场、铸锭炉设备等一系列配套装备和G6多晶硅锭的晶体生长工艺。技术经济指标: 单炉铸锭产量800-1000千克,相比之前提升60%以上。 每公斤铸炉能耗低于7.0度/千克,相比之前降低20%。 硅锭可切片有效利用率达到71%,相比提升5个百分点。 每片铸锭成本控制在0.52元以内,相比降低约18%。 促进行业科技进步作用及应用推广情况: 该项目的G6(100cm×100cm)铸锭炉相比G5铸锭炉,单炉产量大、单位能耗低、每瓦发电成本低,极大促进了光伏发电平价上网的进程。 该项目在2009年成功研发出世界首个G6(800kg)硅锭。经过规模化试产,设备和工艺稳定高效,该项目已经在赛维LDK获得产业化推广,已经形成了年产1000MW的硅片生产产能。2014年实现销售年收入18亿人民币,新增利润3亿元,创收外汇1.2亿美元。 该项目的研究成果广泛应用于光伏太阳能领域,项目研发的铸锭设备和石英坩埚等在各硅片厂家得到广泛应用。G6炉以及G6硅锭成为行业的主流,引领硅片行业进入G6时代。
高容量、低成本锂离子电池用硅-碳负极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介新能源汽车的迅猛发展,为动力电池产业提供了万亿级的市场容量,到2020年底,城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达60万辆。目前使用的石墨类伏击材料容量低,无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料,以提高纯电动汽车的续航里程2倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200mAh/g),其容量是现有商业化的石墨负极的10多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响其循环寿命。我们团队经过数年研究,提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能源部高度评价了该项研究成果(2015年仅有2项研究成果受此殊荣)。二、技术指标(性能参数)产品名称 循环周数 容量(mAh/g)贝特瑞产品 S400 600-800 400-499(0.1C)S500 600-800 500-599(0.1C)S600 600-800 600-650(0.1C)清矽能源产品 Q600 1000-1200 600-699(0.3C)Q800 1000-1200 800-899(0.3C)Q1200 1000-1200 1200-1250(0.3C)--250--西安交通大学国家技术转移中心三、市场前景及应用该产品在以电动汽车为代表的动力电池和消费型电子产品中均有着广泛的应用前景。作为新一代高能量密度锂离子电池负极材料,极其发展潜力。2018年3月,已于多氟多公司开展合作。该项目还可利用多晶硅太阳能生产过程中产生的废料(如加工多晶硅过程中切割产生的微米硅粉,硅块)为初始原料来制备高附加值硅-碳负极材料,为多晶硅产业的升级转型带来了新的发展机遇。四、技术成熟度□实验室阶段工程化阶段□产业化阶段实验室月产量约1吨。五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议合作要求:电池领域企业
硅基薄膜太阳能电池制备技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介太阳能是大自然赐予人类最清洁,最丰富的能源资源,目前商用的太阳能电池以晶体硅 电池为主,由于晶体硅消耗硅料较多,近年来人们一直致力于开发硅薄膜电池。非晶硅薄膜 电池已经实现了商业化生产并有了一定的市场份额,但它仍存在不足之处,包括光致衰减效 应和转换效率不高(约6%)等。本项目在国家863计划课题(2006AA03Z219)支持下,开展了 以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和纳米晶薄膜的制备和相关材料的单结与叠层硅基太阳能电池关 键技术研究。二、 创新点以及主要技术指标1.利用LPCVD方法和自扩散技术生长多晶硅p-n结,结合层转移技术制备多晶硅薄膜 太阳能电池;2.采用金属诱导晶化和快速热处理技术实现优质多晶硅薄膜的制备并在低温下制备太 阳能电池;3.在PECVD和HWCVD生长硅薄膜时,通过生长温度,气体流量,氢气稀释比,腔 室气压等参数实现微晶硅或者纳米晶薄膜的生长;4.采用双层膜技术减小表面处入射光的反射并实现表面钝化,提高入射光的收集率和 少数载流子寿命;5.采用高低结结构增加光生载流子的收集效率;6.采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备,扩展电池的光谱收集范围,提高电池 的转换效率。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1519412546934.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1520258447240.png"/ /p
一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及溅射镀膜领域,具体涉及一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用。包括以下步骤:(1)装入硅料;(2)熔化阶段;(3)长晶过程;(4)减小热应力;(6)降温阶段。本发明选用多晶硅铸锭/提纯过程中产生的尾料作为原料,通过电子束熔炼耦合定向凝固将纯度较低的多晶硅原料提纯获得高纯多晶硅料,通过向硅中添加铝硼合金控制硅靶材的电阻率,通过籽晶诱导定向凝固工艺保证晶粒取向和均匀性,通过凝固工艺调整抑制晶体缺陷的形成。该方法制得的产品出成率能够达到80%左右,且具有成本低、纯度高、结晶取向一致、晶体缺陷少、电阻率可控的优点。
以冷坩埚为基础的光伏级多晶硅工业试验
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
太阳能具有资源永不枯竭性、原料丰富、运行过程中零排放等优点,因此光伏发电被认为是未来最可靠、最安全环保的、可持续的能源供给方式。近几年,国内光伏产业规模快速扩张,产业链不断完善,制造成本持续下降,具备了较强的国际竞争能力。但时下光伏产业发展还需要政府补贴,只有进一步降低成本,使普通百姓能够真正用得起光伏电,届时光伏产业会迎来爆发式的增长。由于支持光伏产业发展的技术路线完全是照搬半导体行业的技术路线,因此在技术路线的基础上再进一步大幅度降低其成本的潜力已经有限。 该课题组认为通过技术创新,彻底改变光伏产业发展的技术路线,是未来大幅度降低光伏产业成本的根本出路。针对未来光伏产业低成本、环境友好的需要,课题组设计了以冷坩埚定向凝固技术去除硅材料中金属及过渡金属杂质为基础,同时与在线造渣脱硼技术,高真空电子束除磷技术相结合,以冶金硅为原料实现工业化生产光伏级高纯多晶硅铸锭的生产技术。该技术的高真空设备的真空度达到1×10-4Pa,硅中磷含量不高于0.15ppmw;采用渣洗除硼技术,硼含量小于0.3ppmw;采用冷坩埚定向凝固技术除金属杂质,硅中总金属杂质含量不高于0.1ppmw。 该技术的优点在于:该技术使多晶原料的生产与多晶铸锭有机结合,缩短了工艺流程,降低生产成本;该技术实施过程中没有废水、废气、废液的产生,生产过程环境友好;该技术通过冷坩埚技术的应用,彻底克服了困扰冶金法发展的瓶颈问题,即提纯过程来自于坩埚及热场的二次污染问题,产品质量高,重复性好;该技术实施过程中与传统的多晶硅生产过程相比,没有使用价格昂贵的高纯石英、石墨材料,大幅降低了生产成本。该技术生产的光伏级多晶硅的纯度达到了6.5N以上,多晶电池片其平均光电转换效率为17.1%。 该课题在前期取得的技术进展的基础上,开展以下有针对性的、关键的科学问题研究:用于硅提纯的冷坩埚设备优化问题;在电磁搅拌条件下硅提纯过程热力学、动力学问题;强交变电磁场条件下形成的温场特性的研究;该种材料硅晶体缺陷与杂质的研究、针对该种材料制备的电池片性能的研究及其与提纯工艺的关系等问题。在该基础上优化设备及提纯工艺。 另一方面,根据该技术生产的多晶硅物理、电学等特性进一步优化电池制备工艺,也会进一步提高电池片的光电转化效率。随着理论供研究的深入及工艺的优化,该技术生产的电池片综合性能会接近西门子法原料生产的电池片光电转化水平,目标为电池片平均光电转换效率接近18%,同时使后期电池片的光衰减争取降到零,使该技术生产的电池片综合指标达到甚至超过普通电池片的水平。解决低成本高质量太阳能级多晶硅规模化生产关键技术,满足光伏产业低成本原料生产的内在要求。综上所述,该技术恰恰适应了光伏产业发展的需要,能过低成本、环境友好、工业化大规模生产光伏级多晶硅锭,极大降低了光伏发电成本,从而促进光伏产业早日实现摆脱政府补贴,真正意义的、大规模的商业运行模式。由此带来的经济效益和社会效益是不言而喻的。
工业硅的精细冶炼及其产业化
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点和技术指标 项目特点:①充分利用工业硅冶炼的余热,加强管理进行精细冶炼,可达到降低能耗和成本的效果;②成本低:6N纯度成本约10$/kg;③设备较简单:自主设计和加工;④和常规工业硅冶炼工艺完全兼容;⑤注意环保,达标排放。 技术指标:可将1-2N工业硅,提纯到5N-6N,6N的多晶硅所在寿命大于10微妙,产量由投入的经费和设备决定。 二、技术成熟程度 精细冶炼方法已经经过以年多的探索,经过国内专家和企业家多次论证,任务方法可行,实验室已经完成4N的湿法提纯,现在进行中试(1-10Kg级),今年底可转向大批量生产(100kg)。正在自主设计和加工湿法冶炼、真空除渣熔炼和在线定向凝固设备,并在冶炼厂的现场进行精细冶炼的中试,预计明年可转向正式生产。 三、应用范围 用于工业硅的精细提纯,将1N~2N的工业硅直接提纯到6N以上,定向凝固后,切片直接(或拉制硅单晶)供给电池企业生产太阳能电池芯片。 四、投产条件与预期经济效益 投产条件: ① 最好是已进行工业硅冶炼的企业接受本项新技术,如果是没有工业硅冶炼设备的公司则要增加电磁真空熔炼设备,约200万元; ② 厂房用地约500平方米以上; ③ 具有水、电、气供应和环保排放系统; ④ 年产6N的多晶硅100吨,需要投入设备经费至少600万元。 预期经济效益: 目前产品:6N多晶硅的正常价格50$/kg , 炒作到~180$/kg , 供不应求。 原料:1N~2N工业硅的价格: ~1$/kg。 成本: 本方法从1N~2N工业硅提纯到6N多晶硅成本约为~10$/kg。 经济效益:一年半左右可回收投入成本,原料到产品升值约50倍以上。 五、合作方式 合作研发
物理法(冶金法)制备多晶硅生产工艺研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、 任务来源 2013年安阳市科技公关项目。 二、应用领域和技术原理 应用领域:制备太阳能级多晶硅。 技术原理:物理法(又称冶金法)提纯多晶硅,Si原子不参加化学反应。提纯方法包括: ①酸洗法。酸与多晶硅中的金属杂质及化合物发生反应而被除去; ②定向凝固法。利用杂质元素在Si固/液中的分凝现象而被除去。 ③吹气造渣法是利用氧化气体或造渣剂与多晶硅中的B、C等杂质发生反应,通过抽气或者分凝而被移出; ④吸杂法是利用某些金属例如Sn能降低多晶硅的熔点,然后使多晶硅重新结晶而杂质被除去。金属吸杂剂在提纯多晶硅的过程中,自身纯度亦得到提高。组合多种物理法提纯多晶硅,可以将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级多晶硅的水平。 三、 性能指标 利用物理法制备太阳能级多晶硅材料,使其纯度达到6N。从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 四、 与国内外同类技术比较 2010年,伍继君等采用熔渣法提纯多晶硅。2011年,李成义等以王水和氢氟酸为酸洗介质,研究酸洗法对冶金硅典型杂质的脱除效果。罗大伟等人遴选不同造渣剂,采用电磁感应熔炼法除去冶金级硅中的杂质硼。2013年,吴浩等人利用硅系合金法提纯多晶硅。这些方法仅仅是物理法提纯多晶硅的个案,得到的结果是某些杂质的去除率,而没有阐明是否能将多晶硅杂质浓度降低到6N数量级。 本项目组合利用多晶硅物理提纯方法,将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级(6N)。利用吸杂法提纯多晶硅的过程,不但多晶硅的纯度得到提高,而且吸杂剂的纯度亦得到提高。 五、成果的创造性、先进性 ① 利用吸杂法(Sn-Si合金法)对硅料进行提纯,加热温度低,对环境友好,多晶硅提纯效率高,制备的多晶硅杂质含量能降低到太阳能级水准(6N),吸杂剂Sn在提纯多晶硅的过程中,杂质含量不升反降,体现 本课题的创新之处和先进性。 ② 组合不同物理提纯方法,对硅料进行提纯,能量消耗少,提纯效率高,优化各种技术参数,使多晶硅纯度满足太阳能级多晶硅的要求,体现 本课题研究追求实用的特色。 ③ 从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 六、作用意义(直接经济效益和社会意义) ① 直接经济效益 多晶硅是光伏产业和电子产业的重要原材料。作为原材料之一的高纯多晶硅的成本占太阳能电池生产总成本的20%。因此,在不影响太阳能电池光电转化效率和电子元器件性能的前提下,降低多晶硅的制作成本是降低太阳能电池生产成本和电子元器件生产成本的有效措施。利用改良西门子法生产太阳能级多晶硅的成本120元/Kg,利用物理法制备太阳能级多晶硅60元/Kg,成本降低60元/Kg。若一年生产太阳能级多晶硅300吨,可以降低生产成本0.18亿元。 ② 社会环境效益 利用物理法制备太阳能级多晶硅可以安排1人/t就业。与化学法制备太阳能多晶硅相比,物理法制备太阳能多晶硅,对环境友好,没有氯气等有害污染物排放。 物理法(冶金法)制备太阳能多晶硅经济、社会环境效益明显。 七、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见。 推广应用范围:物理法制备太阳能多晶硅的方法技术除了应用于多晶硅的提纯,多晶硅晶格缺陷的修复,亦可扩展应用于稀有贵重金属的提纯和其它金属材料的提纯。 推广应用条件:在较低温度下使多晶硅和其它材料融化。 应用前景:化学法生产太阳能级多晶硅,投资大,生产效率低,能耗高,但产出的多晶硅纯度高;物理法生产太阳能级多晶硅,既高效又环保,制备出的多晶硅完全能够满足光伏产业和电子产业预处理的需要,具有广阔的应用前景。 存在的问题及改进意见:物理法(冶金法)生产的多晶硅目前纯度最高仅达到7N,还无法满足直接应用于电子产业元器件的制造,仅能作为电子产业原材料提纯的预处理手段。欲生产电子级多晶硅,还需要物理法和化学法配合使用,扬长避短,作为集成技术,协同生产多种纯度的多晶硅。
一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前在多晶硅生产中国内多采用圆柱形的硅芯,存在的问题是大批量生产受到硅 芯炉单产的限制,无法满足年产1000吨以上多晶硅工厂生产的需要;采用大型线切割机可 以大批量的生产方硅芯,但是目前尚无专门针对方硅芯的生产装配方法及夹持装置。本发明所要解决的技术问题是提供一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,可以解决方硅芯的装配问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题。本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,也提高了生产效率为解决上述技术问题,本发明所采用的技术原理是:一种采用方硅芯生产多晶硅 的方法,包括以下步骤:将方硅芯一端倒角或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方 硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻两根方硅芯的V形槽内,得到H型导电回路。本发明提供的一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,通过将方硅芯一端倒角 或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻 两根方硅芯的V形槽内,得到π型导电回路。具有装配可靠、便捷的优点,克服硅芯易断性,解决还原炉装配方硅芯的问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题,确保开炉成功率99%以 上,本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,可大批量 生产,也提高了生产效率。 一种采用方硅芯生产多晶硅的方法,适用情况如下:将方硅芯4 一端倒 角或倒圆后,插入到夹持装置6中的石墨卡瓣3内,方硅芯4另一端开V形槽41,将搭接横 梁5放入相邻两根方硅芯4的V形槽41内,得到Π型导电回路。所述的V形槽41其夹角为90°。所述的V形槽41按 对角线方向设置。所述的搭接横梁5为较短的方硅芯。这样可以将搭接横梁5正好放入到 方硅芯4顶端的V形槽41内,通过确保方硅芯4的高度一致可以保证连接的可靠,包括力 连接的可靠和电连接的可靠,其中力连接的可靠可以降低生产过程中倒棒的问题,一根方 硅芯4可以为与其连接的另一根方硅芯4提供撑。
找到110项技术成果数据。
找技术 >中浓度硅熔制作多晶硅技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
在LPCVD设备中采用浓度为50%的硅烷替代浓度为20%的硅烷,生长的多晶硅具有表面光亮、方块电阻小、均匀性好、等离子腐蚀速率较高等优,适用于大直径硅片加工和大批量生产。采用该技术,彻底改变了采用低浓度硅熔时存在的对于真空度各项参数要求过高,需要系统较好密封,对及对于多晶薄膜的等离子腐蚀速率不稳或结构易于粗糙等问题,缩短了与先进国家技术的差距,为我国半导体技术的发展做出了贡献。达到国内领先水平。
利用四氯化硅生产高纯硅酸钾,白炭黑等生产工艺
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:技术转让项目名称:利用多晶硅副产物四氯化硅生产白炭黑,水玻璃等硅的系列化合物生产工艺多晶硅生产中副产物四氯化硅是一种具有强腐蚀性,有毒有害液体,对安全和环境危害极大,而生产一吨多晶硅要副产四氯化硅8-10吨,因此能否消化掉四氯化硅则成为多晶硅产业发展的最大障碍。现研究出几种湿法消化四氯化硅的生产工艺,使其转化为白炭黑,高纯度硅酸钠,硅酸钾等硅的化合物,其工艺总的特点是投资少,上马快,方法简便,成本低,产品质量好,有较好的经济效益和社会效益。生产技术一,利用四氯化硅生产高纯硅酸钠(水玻璃),高纯硅酸钾,显像管用硅酸钾,高纯硅酸钾钠,其产品质量好,纯度高,并具有高透明性,高稳定性。生产技术二,利用四氯化硅制备白炭黑,其产品纯度高,质量好。在以上生产工艺中所用助剂根据各地情况不同,可选用电石灰(Ca(OH)2),生石灰(CaO),硅灰石(CaSiO3),高岭土(Al2O3.2SiO2.2H2O),膨润土(Al2O3.4SiO2.3H2O)等矿物,并可分别副产无水氯化钙,二水氯化钙,六水氯化钙,氯化铝,聚合氯化铝等副产物。技术的应用领域前景分析:用四氯化硅生产的高纯硅酸钾、硅酸钠不但纯度高,而且透明度高(真溶液),稳定性好(长时间存放也不会析出沉淀)因此在各应用领域其效果都优于现普遍使用的硅酸钠,硅酸钾。尤其高纯硅酸钾(电子级硅酸钾)在显像管中广泛应用,其经济效益更加显著。用四氯化硅生产硅的系列化合物不但有较好的经济效益而且较好的消化了四氯化硅因此也有较好的社会效益。效益分析:由于使用四氯化硅为原料,价格便宜,因此其成本远低于现在普便使用的纯碱法生产的普通硅酸钠或白炭黑的生产成本,生产一吨高纯硅酸钠其原材料成本(不包括四氯化硅)只需200——250元。厂房条件建议:无备注:无
100cm×100cm大尺寸多晶硅铸锭的技术开发及其产业化应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容 多晶硅铸锭是晶体硅片制造的核心工序,也是提高太阳能电池转换效率、降低发电成本的关键技术。研究如何提高单炉产能与成品率、降低生产能耗和成本是多晶硅铸锭领域技术研发的永恒主题。 大量研究表明,增大硅锭的尺寸,如高度、宽度等,可以显著地提高单炉产出量,提高单个硅锭的切片比率(收益率),减少单位耗能量,从而降低铸锭成本,减少能源和物料的消耗。为了达到上述目的,铸锭炉正朝着低成本大尺寸铸锭方向不断发展。 该项目联合设备制造商北京某科技股份有限公司、坩埚制造商江西某太阳能新材料有限公司,组织了一批铸锭、设备、坩埚等方面的专家,利用计算机软件对铸锭炉热场进行模拟,设计开发出新一代的G6铸锭炉热场、铸锭炉设备等一系列配套装备和G6多晶硅锭的晶体生长工艺。技术经济指标: 单炉铸锭产量800-1000千克,相比之前提升60%以上。 每公斤铸炉能耗低于7.0度/千克,相比之前降低20%。 硅锭可切片有效利用率达到71%,相比提升5个百分点。 每片铸锭成本控制在0.52元以内,相比降低约18%。 促进行业科技进步作用及应用推广情况: 该项目的G6(100cm×100cm)铸锭炉相比G5铸锭炉,单炉产量大、单位能耗低、每瓦发电成本低,极大促进了光伏发电平价上网的进程。 该项目在2009年成功研发出世界首个G6(800kg)硅锭。经过规模化试产,设备和工艺稳定高效,该项目已经在赛维LDK获得产业化推广,已经形成了年产1000MW的硅片生产产能。2014年实现销售年收入18亿人民币,新增利润3亿元,创收外汇1.2亿美元。 该项目的研究成果广泛应用于光伏太阳能领域,项目研发的铸锭设备和石英坩埚等在各硅片厂家得到广泛应用。G6炉以及G6硅锭成为行业的主流,引领硅片行业进入G6时代。
高容量、低成本锂离子电池用硅-碳负极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介新能源汽车的迅猛发展,为动力电池产业提供了万亿级的市场容量,到2020年底,城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达60万辆。目前使用的石墨类伏击材料容量低,无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料,以提高纯电动汽车的续航里程2倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200mAh/g),其容量是现有商业化的石墨负极的10多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响其循环寿命。我们团队经过数年研究,提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能源部高度评价了该项研究成果(2015年仅有2项研究成果受此殊荣)。二、技术指标(性能参数)产品名称 循环周数 容量(mAh/g)贝特瑞产品 S400 600-800 400-499(0.1C)S500 600-800 500-599(0.1C)S600 600-800 600-650(0.1C)清矽能源产品 Q600 1000-1200 600-699(0.3C)Q800 1000-1200 800-899(0.3C)Q1200 1000-1200 1200-1250(0.3C)--250--西安交通大学国家技术转移中心三、市场前景及应用该产品在以电动汽车为代表的动力电池和消费型电子产品中均有着广泛的应用前景。作为新一代高能量密度锂离子电池负极材料,极其发展潜力。2018年3月,已于多氟多公司开展合作。该项目还可利用多晶硅太阳能生产过程中产生的废料(如加工多晶硅过程中切割产生的微米硅粉,硅块)为初始原料来制备高附加值硅-碳负极材料,为多晶硅产业的升级转型带来了新的发展机遇。四、技术成熟度□实验室阶段工程化阶段□产业化阶段实验室月产量约1吨。五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议合作要求:电池领域企业
硅基薄膜太阳能电池制备技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介太阳能是大自然赐予人类最清洁,最丰富的能源资源,目前商用的太阳能电池以晶体硅 电池为主,由于晶体硅消耗硅料较多,近年来人们一直致力于开发硅薄膜电池。非晶硅薄膜 电池已经实现了商业化生产并有了一定的市场份额,但它仍存在不足之处,包括光致衰减效 应和转换效率不高(约6%)等。本项目在国家863计划课题(2006AA03Z219)支持下,开展了 以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和纳米晶薄膜的制备和相关材料的单结与叠层硅基太阳能电池关 键技术研究。二、 创新点以及主要技术指标1.利用LPCVD方法和自扩散技术生长多晶硅p-n结,结合层转移技术制备多晶硅薄膜 太阳能电池;2.采用金属诱导晶化和快速热处理技术实现优质多晶硅薄膜的制备并在低温下制备太 阳能电池;3.在PECVD和HWCVD生长硅薄膜时,通过生长温度,气体流量,氢气稀释比,腔 室气压等参数实现微晶硅或者纳米晶薄膜的生长;4.采用双层膜技术减小表面处入射光的反射并实现表面钝化,提高入射光的收集率和 少数载流子寿命;5.采用高低结结构增加光生载流子的收集效率;6.采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备,扩展电池的光谱收集范围,提高电池 的转换效率。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1519412546934.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1520258447240.png"/ /p
一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及溅射镀膜领域,具体涉及一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用。包括以下步骤:(1)装入硅料;(2)熔化阶段;(3)长晶过程;(4)减小热应力;(6)降温阶段。本发明选用多晶硅铸锭/提纯过程中产生的尾料作为原料,通过电子束熔炼耦合定向凝固将纯度较低的多晶硅原料提纯获得高纯多晶硅料,通过向硅中添加铝硼合金控制硅靶材的电阻率,通过籽晶诱导定向凝固工艺保证晶粒取向和均匀性,通过凝固工艺调整抑制晶体缺陷的形成。该方法制得的产品出成率能够达到80%左右,且具有成本低、纯度高、结晶取向一致、晶体缺陷少、电阻率可控的优点。
以冷坩埚为基础的光伏级多晶硅工业试验
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
太阳能具有资源永不枯竭性、原料丰富、运行过程中零排放等优点,因此光伏发电被认为是未来最可靠、最安全环保的、可持续的能源供给方式。近几年,国内光伏产业规模快速扩张,产业链不断完善,制造成本持续下降,具备了较强的国际竞争能力。但时下光伏产业发展还需要政府补贴,只有进一步降低成本,使普通百姓能够真正用得起光伏电,届时光伏产业会迎来爆发式的增长。由于支持光伏产业发展的技术路线完全是照搬半导体行业的技术路线,因此在技术路线的基础上再进一步大幅度降低其成本的潜力已经有限。 该课题组认为通过技术创新,彻底改变光伏产业发展的技术路线,是未来大幅度降低光伏产业成本的根本出路。针对未来光伏产业低成本、环境友好的需要,课题组设计了以冷坩埚定向凝固技术去除硅材料中金属及过渡金属杂质为基础,同时与在线造渣脱硼技术,高真空电子束除磷技术相结合,以冶金硅为原料实现工业化生产光伏级高纯多晶硅铸锭的生产技术。该技术的高真空设备的真空度达到1×10-4Pa,硅中磷含量不高于0.15ppmw;采用渣洗除硼技术,硼含量小于0.3ppmw;采用冷坩埚定向凝固技术除金属杂质,硅中总金属杂质含量不高于0.1ppmw。 该技术的优点在于:该技术使多晶原料的生产与多晶铸锭有机结合,缩短了工艺流程,降低生产成本;该技术实施过程中没有废水、废气、废液的产生,生产过程环境友好;该技术通过冷坩埚技术的应用,彻底克服了困扰冶金法发展的瓶颈问题,即提纯过程来自于坩埚及热场的二次污染问题,产品质量高,重复性好;该技术实施过程中与传统的多晶硅生产过程相比,没有使用价格昂贵的高纯石英、石墨材料,大幅降低了生产成本。该技术生产的光伏级多晶硅的纯度达到了6.5N以上,多晶电池片其平均光电转换效率为17.1%。 该课题在前期取得的技术进展的基础上,开展以下有针对性的、关键的科学问题研究:用于硅提纯的冷坩埚设备优化问题;在电磁搅拌条件下硅提纯过程热力学、动力学问题;强交变电磁场条件下形成的温场特性的研究;该种材料硅晶体缺陷与杂质的研究、针对该种材料制备的电池片性能的研究及其与提纯工艺的关系等问题。在该基础上优化设备及提纯工艺。 另一方面,根据该技术生产的多晶硅物理、电学等特性进一步优化电池制备工艺,也会进一步提高电池片的光电转化效率。随着理论供研究的深入及工艺的优化,该技术生产的电池片综合性能会接近西门子法原料生产的电池片光电转化水平,目标为电池片平均光电转换效率接近18%,同时使后期电池片的光衰减争取降到零,使该技术生产的电池片综合指标达到甚至超过普通电池片的水平。解决低成本高质量太阳能级多晶硅规模化生产关键技术,满足光伏产业低成本原料生产的内在要求。综上所述,该技术恰恰适应了光伏产业发展的需要,能过低成本、环境友好、工业化大规模生产光伏级多晶硅锭,极大降低了光伏发电成本,从而促进光伏产业早日实现摆脱政府补贴,真正意义的、大规模的商业运行模式。由此带来的经济效益和社会效益是不言而喻的。
工业硅的精细冶炼及其产业化
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点和技术指标 项目特点:①充分利用工业硅冶炼的余热,加强管理进行精细冶炼,可达到降低能耗和成本的效果;②成本低:6N纯度成本约10$/kg;③设备较简单:自主设计和加工;④和常规工业硅冶炼工艺完全兼容;⑤注意环保,达标排放。 技术指标:可将1-2N工业硅,提纯到5N-6N,6N的多晶硅所在寿命大于10微妙,产量由投入的经费和设备决定。 二、技术成熟程度 精细冶炼方法已经经过以年多的探索,经过国内专家和企业家多次论证,任务方法可行,实验室已经完成4N的湿法提纯,现在进行中试(1-10Kg级),今年底可转向大批量生产(100kg)。正在自主设计和加工湿法冶炼、真空除渣熔炼和在线定向凝固设备,并在冶炼厂的现场进行精细冶炼的中试,预计明年可转向正式生产。 三、应用范围 用于工业硅的精细提纯,将1N~2N的工业硅直接提纯到6N以上,定向凝固后,切片直接(或拉制硅单晶)供给电池企业生产太阳能电池芯片。 四、投产条件与预期经济效益 投产条件: ① 最好是已进行工业硅冶炼的企业接受本项新技术,如果是没有工业硅冶炼设备的公司则要增加电磁真空熔炼设备,约200万元; ② 厂房用地约500平方米以上; ③ 具有水、电、气供应和环保排放系统; ④ 年产6N的多晶硅100吨,需要投入设备经费至少600万元。 预期经济效益: 目前产品:6N多晶硅的正常价格50$/kg , 炒作到~180$/kg , 供不应求。 原料:1N~2N工业硅的价格: ~1$/kg。 成本: 本方法从1N~2N工业硅提纯到6N多晶硅成本约为~10$/kg。 经济效益:一年半左右可回收投入成本,原料到产品升值约50倍以上。 五、合作方式 合作研发
物理法(冶金法)制备多晶硅生产工艺研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、 任务来源 2013年安阳市科技公关项目。 二、应用领域和技术原理 应用领域:制备太阳能级多晶硅。 技术原理:物理法(又称冶金法)提纯多晶硅,Si原子不参加化学反应。提纯方法包括: ①酸洗法。酸与多晶硅中的金属杂质及化合物发生反应而被除去; ②定向凝固法。利用杂质元素在Si固/液中的分凝现象而被除去。 ③吹气造渣法是利用氧化气体或造渣剂与多晶硅中的B、C等杂质发生反应,通过抽气或者分凝而被移出; ④吸杂法是利用某些金属例如Sn能降低多晶硅的熔点,然后使多晶硅重新结晶而杂质被除去。金属吸杂剂在提纯多晶硅的过程中,自身纯度亦得到提高。组合多种物理法提纯多晶硅,可以将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级多晶硅的水平。 三、 性能指标 利用物理法制备太阳能级多晶硅材料,使其纯度达到6N。从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 四、 与国内外同类技术比较 2010年,伍继君等采用熔渣法提纯多晶硅。2011年,李成义等以王水和氢氟酸为酸洗介质,研究酸洗法对冶金硅典型杂质的脱除效果。罗大伟等人遴选不同造渣剂,采用电磁感应熔炼法除去冶金级硅中的杂质硼。2013年,吴浩等人利用硅系合金法提纯多晶硅。这些方法仅仅是物理法提纯多晶硅的个案,得到的结果是某些杂质的去除率,而没有阐明是否能将多晶硅杂质浓度降低到6N数量级。 本项目组合利用多晶硅物理提纯方法,将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级(6N)。利用吸杂法提纯多晶硅的过程,不但多晶硅的纯度得到提高,而且吸杂剂的纯度亦得到提高。 五、成果的创造性、先进性 ① 利用吸杂法(Sn-Si合金法)对硅料进行提纯,加热温度低,对环境友好,多晶硅提纯效率高,制备的多晶硅杂质含量能降低到太阳能级水准(6N),吸杂剂Sn在提纯多晶硅的过程中,杂质含量不升反降,体现 本课题的创新之处和先进性。 ② 组合不同物理提纯方法,对硅料进行提纯,能量消耗少,提纯效率高,优化各种技术参数,使多晶硅纯度满足太阳能级多晶硅的要求,体现 本课题研究追求实用的特色。 ③ 从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 六、作用意义(直接经济效益和社会意义) ① 直接经济效益 多晶硅是光伏产业和电子产业的重要原材料。作为原材料之一的高纯多晶硅的成本占太阳能电池生产总成本的20%。因此,在不影响太阳能电池光电转化效率和电子元器件性能的前提下,降低多晶硅的制作成本是降低太阳能电池生产成本和电子元器件生产成本的有效措施。利用改良西门子法生产太阳能级多晶硅的成本120元/Kg,利用物理法制备太阳能级多晶硅60元/Kg,成本降低60元/Kg。若一年生产太阳能级多晶硅300吨,可以降低生产成本0.18亿元。 ② 社会环境效益 利用物理法制备太阳能级多晶硅可以安排1人/t就业。与化学法制备太阳能多晶硅相比,物理法制备太阳能多晶硅,对环境友好,没有氯气等有害污染物排放。 物理法(冶金法)制备太阳能多晶硅经济、社会环境效益明显。 七、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见。 推广应用范围:物理法制备太阳能多晶硅的方法技术除了应用于多晶硅的提纯,多晶硅晶格缺陷的修复,亦可扩展应用于稀有贵重金属的提纯和其它金属材料的提纯。 推广应用条件:在较低温度下使多晶硅和其它材料融化。 应用前景:化学法生产太阳能级多晶硅,投资大,生产效率低,能耗高,但产出的多晶硅纯度高;物理法生产太阳能级多晶硅,既高效又环保,制备出的多晶硅完全能够满足光伏产业和电子产业预处理的需要,具有广阔的应用前景。 存在的问题及改进意见:物理法(冶金法)生产的多晶硅目前纯度最高仅达到7N,还无法满足直接应用于电子产业元器件的制造,仅能作为电子产业原材料提纯的预处理手段。欲生产电子级多晶硅,还需要物理法和化学法配合使用,扬长避短,作为集成技术,协同生产多种纯度的多晶硅。
一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前在多晶硅生产中国内多采用圆柱形的硅芯,存在的问题是大批量生产受到硅 芯炉单产的限制,无法满足年产1000吨以上多晶硅工厂生产的需要;采用大型线切割机可 以大批量的生产方硅芯,但是目前尚无专门针对方硅芯的生产装配方法及夹持装置。本发明所要解决的技术问题是提供一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,可以解决方硅芯的装配问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题。本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,也提高了生产效率为解决上述技术问题,本发明所采用的技术原理是:一种采用方硅芯生产多晶硅 的方法,包括以下步骤:将方硅芯一端倒角或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方 硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻两根方硅芯的V形槽内,得到H型导电回路。本发明提供的一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,通过将方硅芯一端倒角 或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻 两根方硅芯的V形槽内,得到π型导电回路。具有装配可靠、便捷的优点,克服硅芯易断性,解决还原炉装配方硅芯的问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题,确保开炉成功率99%以 上,本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,可大批量 生产,也提高了生产效率。 一种采用方硅芯生产多晶硅的方法,适用情况如下:将方硅芯4 一端倒 角或倒圆后,插入到夹持装置6中的石墨卡瓣3内,方硅芯4另一端开V形槽41,将搭接横 梁5放入相邻两根方硅芯4的V形槽41内,得到Π型导电回路。所述的V形槽41其夹角为90°。所述的V形槽41按 对角线方向设置。所述的搭接横梁5为较短的方硅芯。这样可以将搭接横梁5正好放入到 方硅芯4顶端的V形槽41内,通过确保方硅芯4的高度一致可以保证连接的可靠,包括力 连接的可靠和电连接的可靠,其中力连接的可靠可以降低生产过程中倒棒的问题,一根方 硅芯4可以为与其连接的另一根方硅芯4提供撑。
找到110项技术成果数据。
找技术 >中浓度硅熔制作多晶硅技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
在LPCVD设备中采用浓度为50%的硅烷替代浓度为20%的硅烷,生长的多晶硅具有表面光亮、方块电阻小、均匀性好、等离子腐蚀速率较高等优,适用于大直径硅片加工和大批量生产。采用该技术,彻底改变了采用低浓度硅熔时存在的对于真空度各项参数要求过高,需要系统较好密封,对及对于多晶薄膜的等离子腐蚀速率不稳或结构易于粗糙等问题,缩短了与先进国家技术的差距,为我国半导体技术的发展做出了贡献。达到国内领先水平。
利用四氯化硅生产高纯硅酸钾,白炭黑等生产工艺
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:技术转让项目名称:利用多晶硅副产物四氯化硅生产白炭黑,水玻璃等硅的系列化合物生产工艺多晶硅生产中副产物四氯化硅是一种具有强腐蚀性,有毒有害液体,对安全和环境危害极大,而生产一吨多晶硅要副产四氯化硅8-10吨,因此能否消化掉四氯化硅则成为多晶硅产业发展的最大障碍。现研究出几种湿法消化四氯化硅的生产工艺,使其转化为白炭黑,高纯度硅酸钠,硅酸钾等硅的化合物,其工艺总的特点是投资少,上马快,方法简便,成本低,产品质量好,有较好的经济效益和社会效益。生产技术一,利用四氯化硅生产高纯硅酸钠(水玻璃),高纯硅酸钾,显像管用硅酸钾,高纯硅酸钾钠,其产品质量好,纯度高,并具有高透明性,高稳定性。生产技术二,利用四氯化硅制备白炭黑,其产品纯度高,质量好。在以上生产工艺中所用助剂根据各地情况不同,可选用电石灰(Ca(OH)2),生石灰(CaO),硅灰石(CaSiO3),高岭土(Al2O3.2SiO2.2H2O),膨润土(Al2O3.4SiO2.3H2O)等矿物,并可分别副产无水氯化钙,二水氯化钙,六水氯化钙,氯化铝,聚合氯化铝等副产物。技术的应用领域前景分析:用四氯化硅生产的高纯硅酸钾、硅酸钠不但纯度高,而且透明度高(真溶液),稳定性好(长时间存放也不会析出沉淀)因此在各应用领域其效果都优于现普遍使用的硅酸钠,硅酸钾。尤其高纯硅酸钾(电子级硅酸钾)在显像管中广泛应用,其经济效益更加显著。用四氯化硅生产硅的系列化合物不但有较好的经济效益而且较好的消化了四氯化硅因此也有较好的社会效益。效益分析:由于使用四氯化硅为原料,价格便宜,因此其成本远低于现在普便使用的纯碱法生产的普通硅酸钠或白炭黑的生产成本,生产一吨高纯硅酸钠其原材料成本(不包括四氯化硅)只需200——250元。厂房条件建议:无备注:无
100cm×100cm大尺寸多晶硅铸锭的技术开发及其产业化应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容 多晶硅铸锭是晶体硅片制造的核心工序,也是提高太阳能电池转换效率、降低发电成本的关键技术。研究如何提高单炉产能与成品率、降低生产能耗和成本是多晶硅铸锭领域技术研发的永恒主题。 大量研究表明,增大硅锭的尺寸,如高度、宽度等,可以显著地提高单炉产出量,提高单个硅锭的切片比率(收益率),减少单位耗能量,从而降低铸锭成本,减少能源和物料的消耗。为了达到上述目的,铸锭炉正朝着低成本大尺寸铸锭方向不断发展。 该项目联合设备制造商北京某科技股份有限公司、坩埚制造商江西某太阳能新材料有限公司,组织了一批铸锭、设备、坩埚等方面的专家,利用计算机软件对铸锭炉热场进行模拟,设计开发出新一代的G6铸锭炉热场、铸锭炉设备等一系列配套装备和G6多晶硅锭的晶体生长工艺。技术经济指标: 单炉铸锭产量800-1000千克,相比之前提升60%以上。 每公斤铸炉能耗低于7.0度/千克,相比之前降低20%。 硅锭可切片有效利用率达到71%,相比提升5个百分点。 每片铸锭成本控制在0.52元以内,相比降低约18%。 促进行业科技进步作用及应用推广情况: 该项目的G6(100cm×100cm)铸锭炉相比G5铸锭炉,单炉产量大、单位能耗低、每瓦发电成本低,极大促进了光伏发电平价上网的进程。 该项目在2009年成功研发出世界首个G6(800kg)硅锭。经过规模化试产,设备和工艺稳定高效,该项目已经在赛维LDK获得产业化推广,已经形成了年产1000MW的硅片生产产能。2014年实现销售年收入18亿人民币,新增利润3亿元,创收外汇1.2亿美元。 该项目的研究成果广泛应用于光伏太阳能领域,项目研发的铸锭设备和石英坩埚等在各硅片厂家得到广泛应用。G6炉以及G6硅锭成为行业的主流,引领硅片行业进入G6时代。
高容量、低成本锂离子电池用硅-碳负极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介新能源汽车的迅猛发展,为动力电池产业提供了万亿级的市场容量,到2020年底,城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达60万辆。目前使用的石墨类伏击材料容量低,无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料,以提高纯电动汽车的续航里程2倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200mAh/g),其容量是现有商业化的石墨负极的10多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响其循环寿命。我们团队经过数年研究,提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能源部高度评价了该项研究成果(2015年仅有2项研究成果受此殊荣)。二、技术指标(性能参数)产品名称 循环周数 容量(mAh/g)贝特瑞产品 S400 600-800 400-499(0.1C)S500 600-800 500-599(0.1C)S600 600-800 600-650(0.1C)清矽能源产品 Q600 1000-1200 600-699(0.3C)Q800 1000-1200 800-899(0.3C)Q1200 1000-1200 1200-1250(0.3C)--250--西安交通大学国家技术转移中心三、市场前景及应用该产品在以电动汽车为代表的动力电池和消费型电子产品中均有着广泛的应用前景。作为新一代高能量密度锂离子电池负极材料,极其发展潜力。2018年3月,已于多氟多公司开展合作。该项目还可利用多晶硅太阳能生产过程中产生的废料(如加工多晶硅过程中切割产生的微米硅粉,硅块)为初始原料来制备高附加值硅-碳负极材料,为多晶硅产业的升级转型带来了新的发展机遇。四、技术成熟度□实验室阶段工程化阶段□产业化阶段实验室月产量约1吨。五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议合作要求:电池领域企业
硅基薄膜太阳能电池制备技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介太阳能是大自然赐予人类最清洁,最丰富的能源资源,目前商用的太阳能电池以晶体硅 电池为主,由于晶体硅消耗硅料较多,近年来人们一直致力于开发硅薄膜电池。非晶硅薄膜 电池已经实现了商业化生产并有了一定的市场份额,但它仍存在不足之处,包括光致衰减效 应和转换效率不高(约6%)等。本项目在国家863计划课题(2006AA03Z219)支持下,开展了 以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和纳米晶薄膜的制备和相关材料的单结与叠层硅基太阳能电池关 键技术研究。二、 创新点以及主要技术指标1.利用LPCVD方法和自扩散技术生长多晶硅p-n结,结合层转移技术制备多晶硅薄膜 太阳能电池;2.采用金属诱导晶化和快速热处理技术实现优质多晶硅薄膜的制备并在低温下制备太 阳能电池;3.在PECVD和HWCVD生长硅薄膜时,通过生长温度,气体流量,氢气稀释比,腔 室气压等参数实现微晶硅或者纳米晶薄膜的生长;4.采用双层膜技术减小表面处入射光的反射并实现表面钝化,提高入射光的收集率和 少数载流子寿命;5.采用高低结结构增加光生载流子的收集效率;6.采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备,扩展电池的光谱收集范围,提高电池 的转换效率。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1519412546934.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1520258447240.png"/ /p
一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及溅射镀膜领域,具体涉及一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用。包括以下步骤:(1)装入硅料;(2)熔化阶段;(3)长晶过程;(4)减小热应力;(6)降温阶段。本发明选用多晶硅铸锭/提纯过程中产生的尾料作为原料,通过电子束熔炼耦合定向凝固将纯度较低的多晶硅原料提纯获得高纯多晶硅料,通过向硅中添加铝硼合金控制硅靶材的电阻率,通过籽晶诱导定向凝固工艺保证晶粒取向和均匀性,通过凝固工艺调整抑制晶体缺陷的形成。该方法制得的产品出成率能够达到80%左右,且具有成本低、纯度高、结晶取向一致、晶体缺陷少、电阻率可控的优点。
以冷坩埚为基础的光伏级多晶硅工业试验
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
太阳能具有资源永不枯竭性、原料丰富、运行过程中零排放等优点,因此光伏发电被认为是未来最可靠、最安全环保的、可持续的能源供给方式。近几年,国内光伏产业规模快速扩张,产业链不断完善,制造成本持续下降,具备了较强的国际竞争能力。但时下光伏产业发展还需要政府补贴,只有进一步降低成本,使普通百姓能够真正用得起光伏电,届时光伏产业会迎来爆发式的增长。由于支持光伏产业发展的技术路线完全是照搬半导体行业的技术路线,因此在技术路线的基础上再进一步大幅度降低其成本的潜力已经有限。 该课题组认为通过技术创新,彻底改变光伏产业发展的技术路线,是未来大幅度降低光伏产业成本的根本出路。针对未来光伏产业低成本、环境友好的需要,课题组设计了以冷坩埚定向凝固技术去除硅材料中金属及过渡金属杂质为基础,同时与在线造渣脱硼技术,高真空电子束除磷技术相结合,以冶金硅为原料实现工业化生产光伏级高纯多晶硅铸锭的生产技术。该技术的高真空设备的真空度达到1×10-4Pa,硅中磷含量不高于0.15ppmw;采用渣洗除硼技术,硼含量小于0.3ppmw;采用冷坩埚定向凝固技术除金属杂质,硅中总金属杂质含量不高于0.1ppmw。 该技术的优点在于:该技术使多晶原料的生产与多晶铸锭有机结合,缩短了工艺流程,降低生产成本;该技术实施过程中没有废水、废气、废液的产生,生产过程环境友好;该技术通过冷坩埚技术的应用,彻底克服了困扰冶金法发展的瓶颈问题,即提纯过程来自于坩埚及热场的二次污染问题,产品质量高,重复性好;该技术实施过程中与传统的多晶硅生产过程相比,没有使用价格昂贵的高纯石英、石墨材料,大幅降低了生产成本。该技术生产的光伏级多晶硅的纯度达到了6.5N以上,多晶电池片其平均光电转换效率为17.1%。 该课题在前期取得的技术进展的基础上,开展以下有针对性的、关键的科学问题研究:用于硅提纯的冷坩埚设备优化问题;在电磁搅拌条件下硅提纯过程热力学、动力学问题;强交变电磁场条件下形成的温场特性的研究;该种材料硅晶体缺陷与杂质的研究、针对该种材料制备的电池片性能的研究及其与提纯工艺的关系等问题。在该基础上优化设备及提纯工艺。 另一方面,根据该技术生产的多晶硅物理、电学等特性进一步优化电池制备工艺,也会进一步提高电池片的光电转化效率。随着理论供研究的深入及工艺的优化,该技术生产的电池片综合性能会接近西门子法原料生产的电池片光电转化水平,目标为电池片平均光电转换效率接近18%,同时使后期电池片的光衰减争取降到零,使该技术生产的电池片综合指标达到甚至超过普通电池片的水平。解决低成本高质量太阳能级多晶硅规模化生产关键技术,满足光伏产业低成本原料生产的内在要求。综上所述,该技术恰恰适应了光伏产业发展的需要,能过低成本、环境友好、工业化大规模生产光伏级多晶硅锭,极大降低了光伏发电成本,从而促进光伏产业早日实现摆脱政府补贴,真正意义的、大规模的商业运行模式。由此带来的经济效益和社会效益是不言而喻的。
工业硅的精细冶炼及其产业化
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点和技术指标 项目特点:①充分利用工业硅冶炼的余热,加强管理进行精细冶炼,可达到降低能耗和成本的效果;②成本低:6N纯度成本约10$/kg;③设备较简单:自主设计和加工;④和常规工业硅冶炼工艺完全兼容;⑤注意环保,达标排放。 技术指标:可将1-2N工业硅,提纯到5N-6N,6N的多晶硅所在寿命大于10微妙,产量由投入的经费和设备决定。 二、技术成熟程度 精细冶炼方法已经经过以年多的探索,经过国内专家和企业家多次论证,任务方法可行,实验室已经完成4N的湿法提纯,现在进行中试(1-10Kg级),今年底可转向大批量生产(100kg)。正在自主设计和加工湿法冶炼、真空除渣熔炼和在线定向凝固设备,并在冶炼厂的现场进行精细冶炼的中试,预计明年可转向正式生产。 三、应用范围 用于工业硅的精细提纯,将1N~2N的工业硅直接提纯到6N以上,定向凝固后,切片直接(或拉制硅单晶)供给电池企业生产太阳能电池芯片。 四、投产条件与预期经济效益 投产条件: ① 最好是已进行工业硅冶炼的企业接受本项新技术,如果是没有工业硅冶炼设备的公司则要增加电磁真空熔炼设备,约200万元; ② 厂房用地约500平方米以上; ③ 具有水、电、气供应和环保排放系统; ④ 年产6N的多晶硅100吨,需要投入设备经费至少600万元。 预期经济效益: 目前产品:6N多晶硅的正常价格50$/kg , 炒作到~180$/kg , 供不应求。 原料:1N~2N工业硅的价格: ~1$/kg。 成本: 本方法从1N~2N工业硅提纯到6N多晶硅成本约为~10$/kg。 经济效益:一年半左右可回收投入成本,原料到产品升值约50倍以上。 五、合作方式 合作研发
物理法(冶金法)制备多晶硅生产工艺研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、 任务来源 2013年安阳市科技公关项目。 二、应用领域和技术原理 应用领域:制备太阳能级多晶硅。 技术原理:物理法(又称冶金法)提纯多晶硅,Si原子不参加化学反应。提纯方法包括: ①酸洗法。酸与多晶硅中的金属杂质及化合物发生反应而被除去; ②定向凝固法。利用杂质元素在Si固/液中的分凝现象而被除去。 ③吹气造渣法是利用氧化气体或造渣剂与多晶硅中的B、C等杂质发生反应,通过抽气或者分凝而被移出; ④吸杂法是利用某些金属例如Sn能降低多晶硅的熔点,然后使多晶硅重新结晶而杂质被除去。金属吸杂剂在提纯多晶硅的过程中,自身纯度亦得到提高。组合多种物理法提纯多晶硅,可以将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级多晶硅的水平。 三、 性能指标 利用物理法制备太阳能级多晶硅材料,使其纯度达到6N。从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 四、 与国内外同类技术比较 2010年,伍继君等采用熔渣法提纯多晶硅。2011年,李成义等以王水和氢氟酸为酸洗介质,研究酸洗法对冶金硅典型杂质的脱除效果。罗大伟等人遴选不同造渣剂,采用电磁感应熔炼法除去冶金级硅中的杂质硼。2013年,吴浩等人利用硅系合金法提纯多晶硅。这些方法仅仅是物理法提纯多晶硅的个案,得到的结果是某些杂质的去除率,而没有阐明是否能将多晶硅杂质浓度降低到6N数量级。 本项目组合利用多晶硅物理提纯方法,将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级(6N)。利用吸杂法提纯多晶硅的过程,不但多晶硅的纯度得到提高,而且吸杂剂的纯度亦得到提高。 五、成果的创造性、先进性 ① 利用吸杂法(Sn-Si合金法)对硅料进行提纯,加热温度低,对环境友好,多晶硅提纯效率高,制备的多晶硅杂质含量能降低到太阳能级水准(6N),吸杂剂Sn在提纯多晶硅的过程中,杂质含量不升反降,体现 本课题的创新之处和先进性。 ② 组合不同物理提纯方法,对硅料进行提纯,能量消耗少,提纯效率高,优化各种技术参数,使多晶硅纯度满足太阳能级多晶硅的要求,体现 本课题研究追求实用的特色。 ③ 从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 六、作用意义(直接经济效益和社会意义) ① 直接经济效益 多晶硅是光伏产业和电子产业的重要原材料。作为原材料之一的高纯多晶硅的成本占太阳能电池生产总成本的20%。因此,在不影响太阳能电池光电转化效率和电子元器件性能的前提下,降低多晶硅的制作成本是降低太阳能电池生产成本和电子元器件生产成本的有效措施。利用改良西门子法生产太阳能级多晶硅的成本120元/Kg,利用物理法制备太阳能级多晶硅60元/Kg,成本降低60元/Kg。若一年生产太阳能级多晶硅300吨,可以降低生产成本0.18亿元。 ② 社会环境效益 利用物理法制备太阳能级多晶硅可以安排1人/t就业。与化学法制备太阳能多晶硅相比,物理法制备太阳能多晶硅,对环境友好,没有氯气等有害污染物排放。 物理法(冶金法)制备太阳能多晶硅经济、社会环境效益明显。 七、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见。 推广应用范围:物理法制备太阳能多晶硅的方法技术除了应用于多晶硅的提纯,多晶硅晶格缺陷的修复,亦可扩展应用于稀有贵重金属的提纯和其它金属材料的提纯。 推广应用条件:在较低温度下使多晶硅和其它材料融化。 应用前景:化学法生产太阳能级多晶硅,投资大,生产效率低,能耗高,但产出的多晶硅纯度高;物理法生产太阳能级多晶硅,既高效又环保,制备出的多晶硅完全能够满足光伏产业和电子产业预处理的需要,具有广阔的应用前景。 存在的问题及改进意见:物理法(冶金法)生产的多晶硅目前纯度最高仅达到7N,还无法满足直接应用于电子产业元器件的制造,仅能作为电子产业原材料提纯的预处理手段。欲生产电子级多晶硅,还需要物理法和化学法配合使用,扬长避短,作为集成技术,协同生产多种纯度的多晶硅。
一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前在多晶硅生产中国内多采用圆柱形的硅芯,存在的问题是大批量生产受到硅 芯炉单产的限制,无法满足年产1000吨以上多晶硅工厂生产的需要;采用大型线切割机可 以大批量的生产方硅芯,但是目前尚无专门针对方硅芯的生产装配方法及夹持装置。本发明所要解决的技术问题是提供一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,可以解决方硅芯的装配问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题。本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,也提高了生产效率为解决上述技术问题,本发明所采用的技术原理是:一种采用方硅芯生产多晶硅 的方法,包括以下步骤:将方硅芯一端倒角或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方 硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻两根方硅芯的V形槽内,得到H型导电回路。本发明提供的一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,通过将方硅芯一端倒角 或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻 两根方硅芯的V形槽内,得到π型导电回路。具有装配可靠、便捷的优点,克服硅芯易断性,解决还原炉装配方硅芯的问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题,确保开炉成功率99%以 上,本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,可大批量 生产,也提高了生产效率。 一种采用方硅芯生产多晶硅的方法,适用情况如下:将方硅芯4 一端倒 角或倒圆后,插入到夹持装置6中的石墨卡瓣3内,方硅芯4另一端开V形槽41,将搭接横 梁5放入相邻两根方硅芯4的V形槽41内,得到Π型导电回路。所述的V形槽41其夹角为90°。所述的V形槽41按 对角线方向设置。所述的搭接横梁5为较短的方硅芯。这样可以将搭接横梁5正好放入到 方硅芯4顶端的V形槽41内,通过确保方硅芯4的高度一致可以保证连接的可靠,包括力 连接的可靠和电连接的可靠,其中力连接的可靠可以降低生产过程中倒棒的问题,一根方 硅芯4可以为与其连接的另一根方硅芯4提供撑。
找到110项技术成果数据。
找技术 >中浓度硅熔制作多晶硅技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
在LPCVD设备中采用浓度为50%的硅烷替代浓度为20%的硅烷,生长的多晶硅具有表面光亮、方块电阻小、均匀性好、等离子腐蚀速率较高等优,适用于大直径硅片加工和大批量生产。采用该技术,彻底改变了采用低浓度硅熔时存在的对于真空度各项参数要求过高,需要系统较好密封,对及对于多晶薄膜的等离子腐蚀速率不稳或结构易于粗糙等问题,缩短了与先进国家技术的差距,为我国半导体技术的发展做出了贡献。达到国内领先水平。
利用四氯化硅生产高纯硅酸钾,白炭黑等生产工艺
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:技术转让项目名称:利用多晶硅副产物四氯化硅生产白炭黑,水玻璃等硅的系列化合物生产工艺多晶硅生产中副产物四氯化硅是一种具有强腐蚀性,有毒有害液体,对安全和环境危害极大,而生产一吨多晶硅要副产四氯化硅8-10吨,因此能否消化掉四氯化硅则成为多晶硅产业发展的最大障碍。现研究出几种湿法消化四氯化硅的生产工艺,使其转化为白炭黑,高纯度硅酸钠,硅酸钾等硅的化合物,其工艺总的特点是投资少,上马快,方法简便,成本低,产品质量好,有较好的经济效益和社会效益。生产技术一,利用四氯化硅生产高纯硅酸钠(水玻璃),高纯硅酸钾,显像管用硅酸钾,高纯硅酸钾钠,其产品质量好,纯度高,并具有高透明性,高稳定性。生产技术二,利用四氯化硅制备白炭黑,其产品纯度高,质量好。在以上生产工艺中所用助剂根据各地情况不同,可选用电石灰(Ca(OH)2),生石灰(CaO),硅灰石(CaSiO3),高岭土(Al2O3.2SiO2.2H2O),膨润土(Al2O3.4SiO2.3H2O)等矿物,并可分别副产无水氯化钙,二水氯化钙,六水氯化钙,氯化铝,聚合氯化铝等副产物。技术的应用领域前景分析:用四氯化硅生产的高纯硅酸钾、硅酸钠不但纯度高,而且透明度高(真溶液),稳定性好(长时间存放也不会析出沉淀)因此在各应用领域其效果都优于现普遍使用的硅酸钠,硅酸钾。尤其高纯硅酸钾(电子级硅酸钾)在显像管中广泛应用,其经济效益更加显著。用四氯化硅生产硅的系列化合物不但有较好的经济效益而且较好的消化了四氯化硅因此也有较好的社会效益。效益分析:由于使用四氯化硅为原料,价格便宜,因此其成本远低于现在普便使用的纯碱法生产的普通硅酸钠或白炭黑的生产成本,生产一吨高纯硅酸钠其原材料成本(不包括四氯化硅)只需200——250元。厂房条件建议:无备注:无
100cm×100cm大尺寸多晶硅铸锭的技术开发及其产业化应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容 多晶硅铸锭是晶体硅片制造的核心工序,也是提高太阳能电池转换效率、降低发电成本的关键技术。研究如何提高单炉产能与成品率、降低生产能耗和成本是多晶硅铸锭领域技术研发的永恒主题。 大量研究表明,增大硅锭的尺寸,如高度、宽度等,可以显著地提高单炉产出量,提高单个硅锭的切片比率(收益率),减少单位耗能量,从而降低铸锭成本,减少能源和物料的消耗。为了达到上述目的,铸锭炉正朝着低成本大尺寸铸锭方向不断发展。 该项目联合设备制造商北京某科技股份有限公司、坩埚制造商江西某太阳能新材料有限公司,组织了一批铸锭、设备、坩埚等方面的专家,利用计算机软件对铸锭炉热场进行模拟,设计开发出新一代的G6铸锭炉热场、铸锭炉设备等一系列配套装备和G6多晶硅锭的晶体生长工艺。技术经济指标: 单炉铸锭产量800-1000千克,相比之前提升60%以上。 每公斤铸炉能耗低于7.0度/千克,相比之前降低20%。 硅锭可切片有效利用率达到71%,相比提升5个百分点。 每片铸锭成本控制在0.52元以内,相比降低约18%。 促进行业科技进步作用及应用推广情况: 该项目的G6(100cm×100cm)铸锭炉相比G5铸锭炉,单炉产量大、单位能耗低、每瓦发电成本低,极大促进了光伏发电平价上网的进程。 该项目在2009年成功研发出世界首个G6(800kg)硅锭。经过规模化试产,设备和工艺稳定高效,该项目已经在赛维LDK获得产业化推广,已经形成了年产1000MW的硅片生产产能。2014年实现销售年收入18亿人民币,新增利润3亿元,创收外汇1.2亿美元。 该项目的研究成果广泛应用于光伏太阳能领域,项目研发的铸锭设备和石英坩埚等在各硅片厂家得到广泛应用。G6炉以及G6硅锭成为行业的主流,引领硅片行业进入G6时代。
高容量、低成本锂离子电池用硅-碳负极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介新能源汽车的迅猛发展,为动力电池产业提供了万亿级的市场容量,到2020年底,城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达60万辆。目前使用的石墨类伏击材料容量低,无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料,以提高纯电动汽车的续航里程2倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200mAh/g),其容量是现有商业化的石墨负极的10多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响其循环寿命。我们团队经过数年研究,提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能源部高度评价了该项研究成果(2015年仅有2项研究成果受此殊荣)。二、技术指标(性能参数)产品名称 循环周数 容量(mAh/g)贝特瑞产品 S400 600-800 400-499(0.1C)S500 600-800 500-599(0.1C)S600 600-800 600-650(0.1C)清矽能源产品 Q600 1000-1200 600-699(0.3C)Q800 1000-1200 800-899(0.3C)Q1200 1000-1200 1200-1250(0.3C)--250--西安交通大学国家技术转移中心三、市场前景及应用该产品在以电动汽车为代表的动力电池和消费型电子产品中均有着广泛的应用前景。作为新一代高能量密度锂离子电池负极材料,极其发展潜力。2018年3月,已于多氟多公司开展合作。该项目还可利用多晶硅太阳能生产过程中产生的废料(如加工多晶硅过程中切割产生的微米硅粉,硅块)为初始原料来制备高附加值硅-碳负极材料,为多晶硅产业的升级转型带来了新的发展机遇。四、技术成熟度□实验室阶段工程化阶段□产业化阶段实验室月产量约1吨。五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议合作要求:电池领域企业
硅基薄膜太阳能电池制备技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介太阳能是大自然赐予人类最清洁,最丰富的能源资源,目前商用的太阳能电池以晶体硅 电池为主,由于晶体硅消耗硅料较多,近年来人们一直致力于开发硅薄膜电池。非晶硅薄膜 电池已经实现了商业化生产并有了一定的市场份额,但它仍存在不足之处,包括光致衰减效 应和转换效率不高(约6%)等。本项目在国家863计划课题(2006AA03Z219)支持下,开展了 以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和纳米晶薄膜的制备和相关材料的单结与叠层硅基太阳能电池关 键技术研究。二、 创新点以及主要技术指标1.利用LPCVD方法和自扩散技术生长多晶硅p-n结,结合层转移技术制备多晶硅薄膜 太阳能电池;2.采用金属诱导晶化和快速热处理技术实现优质多晶硅薄膜的制备并在低温下制备太 阳能电池;3.在PECVD和HWCVD生长硅薄膜时,通过生长温度,气体流量,氢气稀释比,腔 室气压等参数实现微晶硅或者纳米晶薄膜的生长;4.采用双层膜技术减小表面处入射光的反射并实现表面钝化,提高入射光的收集率和 少数载流子寿命;5.采用高低结结构增加光生载流子的收集效率;6.采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备,扩展电池的光谱收集范围,提高电池 的转换效率。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1519412546934.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1520258447240.png"/ /p
一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及溅射镀膜领域,具体涉及一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用。包括以下步骤:(1)装入硅料;(2)熔化阶段;(3)长晶过程;(4)减小热应力;(6)降温阶段。本发明选用多晶硅铸锭/提纯过程中产生的尾料作为原料,通过电子束熔炼耦合定向凝固将纯度较低的多晶硅原料提纯获得高纯多晶硅料,通过向硅中添加铝硼合金控制硅靶材的电阻率,通过籽晶诱导定向凝固工艺保证晶粒取向和均匀性,通过凝固工艺调整抑制晶体缺陷的形成。该方法制得的产品出成率能够达到80%左右,且具有成本低、纯度高、结晶取向一致、晶体缺陷少、电阻率可控的优点。
以冷坩埚为基础的光伏级多晶硅工业试验
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
太阳能具有资源永不枯竭性、原料丰富、运行过程中零排放等优点,因此光伏发电被认为是未来最可靠、最安全环保的、可持续的能源供给方式。近几年,国内光伏产业规模快速扩张,产业链不断完善,制造成本持续下降,具备了较强的国际竞争能力。但时下光伏产业发展还需要政府补贴,只有进一步降低成本,使普通百姓能够真正用得起光伏电,届时光伏产业会迎来爆发式的增长。由于支持光伏产业发展的技术路线完全是照搬半导体行业的技术路线,因此在技术路线的基础上再进一步大幅度降低其成本的潜力已经有限。 该课题组认为通过技术创新,彻底改变光伏产业发展的技术路线,是未来大幅度降低光伏产业成本的根本出路。针对未来光伏产业低成本、环境友好的需要,课题组设计了以冷坩埚定向凝固技术去除硅材料中金属及过渡金属杂质为基础,同时与在线造渣脱硼技术,高真空电子束除磷技术相结合,以冶金硅为原料实现工业化生产光伏级高纯多晶硅铸锭的生产技术。该技术的高真空设备的真空度达到1×10-4Pa,硅中磷含量不高于0.15ppmw;采用渣洗除硼技术,硼含量小于0.3ppmw;采用冷坩埚定向凝固技术除金属杂质,硅中总金属杂质含量不高于0.1ppmw。 该技术的优点在于:该技术使多晶原料的生产与多晶铸锭有机结合,缩短了工艺流程,降低生产成本;该技术实施过程中没有废水、废气、废液的产生,生产过程环境友好;该技术通过冷坩埚技术的应用,彻底克服了困扰冶金法发展的瓶颈问题,即提纯过程来自于坩埚及热场的二次污染问题,产品质量高,重复性好;该技术实施过程中与传统的多晶硅生产过程相比,没有使用价格昂贵的高纯石英、石墨材料,大幅降低了生产成本。该技术生产的光伏级多晶硅的纯度达到了6.5N以上,多晶电池片其平均光电转换效率为17.1%。 该课题在前期取得的技术进展的基础上,开展以下有针对性的、关键的科学问题研究:用于硅提纯的冷坩埚设备优化问题;在电磁搅拌条件下硅提纯过程热力学、动力学问题;强交变电磁场条件下形成的温场特性的研究;该种材料硅晶体缺陷与杂质的研究、针对该种材料制备的电池片性能的研究及其与提纯工艺的关系等问题。在该基础上优化设备及提纯工艺。 另一方面,根据该技术生产的多晶硅物理、电学等特性进一步优化电池制备工艺,也会进一步提高电池片的光电转化效率。随着理论供研究的深入及工艺的优化,该技术生产的电池片综合性能会接近西门子法原料生产的电池片光电转化水平,目标为电池片平均光电转换效率接近18%,同时使后期电池片的光衰减争取降到零,使该技术生产的电池片综合指标达到甚至超过普通电池片的水平。解决低成本高质量太阳能级多晶硅规模化生产关键技术,满足光伏产业低成本原料生产的内在要求。综上所述,该技术恰恰适应了光伏产业发展的需要,能过低成本、环境友好、工业化大规模生产光伏级多晶硅锭,极大降低了光伏发电成本,从而促进光伏产业早日实现摆脱政府补贴,真正意义的、大规模的商业运行模式。由此带来的经济效益和社会效益是不言而喻的。
工业硅的精细冶炼及其产业化
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点和技术指标 项目特点:①充分利用工业硅冶炼的余热,加强管理进行精细冶炼,可达到降低能耗和成本的效果;②成本低:6N纯度成本约10$/kg;③设备较简单:自主设计和加工;④和常规工业硅冶炼工艺完全兼容;⑤注意环保,达标排放。 技术指标:可将1-2N工业硅,提纯到5N-6N,6N的多晶硅所在寿命大于10微妙,产量由投入的经费和设备决定。 二、技术成熟程度 精细冶炼方法已经经过以年多的探索,经过国内专家和企业家多次论证,任务方法可行,实验室已经完成4N的湿法提纯,现在进行中试(1-10Kg级),今年底可转向大批量生产(100kg)。正在自主设计和加工湿法冶炼、真空除渣熔炼和在线定向凝固设备,并在冶炼厂的现场进行精细冶炼的中试,预计明年可转向正式生产。 三、应用范围 用于工业硅的精细提纯,将1N~2N的工业硅直接提纯到6N以上,定向凝固后,切片直接(或拉制硅单晶)供给电池企业生产太阳能电池芯片。 四、投产条件与预期经济效益 投产条件: ① 最好是已进行工业硅冶炼的企业接受本项新技术,如果是没有工业硅冶炼设备的公司则要增加电磁真空熔炼设备,约200万元; ② 厂房用地约500平方米以上; ③ 具有水、电、气供应和环保排放系统; ④ 年产6N的多晶硅100吨,需要投入设备经费至少600万元。 预期经济效益: 目前产品:6N多晶硅的正常价格50$/kg , 炒作到~180$/kg , 供不应求。 原料:1N~2N工业硅的价格: ~1$/kg。 成本: 本方法从1N~2N工业硅提纯到6N多晶硅成本约为~10$/kg。 经济效益:一年半左右可回收投入成本,原料到产品升值约50倍以上。 五、合作方式 合作研发
物理法(冶金法)制备多晶硅生产工艺研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、 任务来源 2013年安阳市科技公关项目。 二、应用领域和技术原理 应用领域:制备太阳能级多晶硅。 技术原理:物理法(又称冶金法)提纯多晶硅,Si原子不参加化学反应。提纯方法包括: ①酸洗法。酸与多晶硅中的金属杂质及化合物发生反应而被除去; ②定向凝固法。利用杂质元素在Si固/液中的分凝现象而被除去。 ③吹气造渣法是利用氧化气体或造渣剂与多晶硅中的B、C等杂质发生反应,通过抽气或者分凝而被移出; ④吸杂法是利用某些金属例如Sn能降低多晶硅的熔点,然后使多晶硅重新结晶而杂质被除去。金属吸杂剂在提纯多晶硅的过程中,自身纯度亦得到提高。组合多种物理法提纯多晶硅,可以将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级多晶硅的水平。 三、 性能指标 利用物理法制备太阳能级多晶硅材料,使其纯度达到6N。从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 四、 与国内外同类技术比较 2010年,伍继君等采用熔渣法提纯多晶硅。2011年,李成义等以王水和氢氟酸为酸洗介质,研究酸洗法对冶金硅典型杂质的脱除效果。罗大伟等人遴选不同造渣剂,采用电磁感应熔炼法除去冶金级硅中的杂质硼。2013年,吴浩等人利用硅系合金法提纯多晶硅。这些方法仅仅是物理法提纯多晶硅的个案,得到的结果是某些杂质的去除率,而没有阐明是否能将多晶硅杂质浓度降低到6N数量级。 本项目组合利用多晶硅物理提纯方法,将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级(6N)。利用吸杂法提纯多晶硅的过程,不但多晶硅的纯度得到提高,而且吸杂剂的纯度亦得到提高。 五、成果的创造性、先进性 ① 利用吸杂法(Sn-Si合金法)对硅料进行提纯,加热温度低,对环境友好,多晶硅提纯效率高,制备的多晶硅杂质含量能降低到太阳能级水准(6N),吸杂剂Sn在提纯多晶硅的过程中,杂质含量不升反降,体现 本课题的创新之处和先进性。 ② 组合不同物理提纯方法,对硅料进行提纯,能量消耗少,提纯效率高,优化各种技术参数,使多晶硅纯度满足太阳能级多晶硅的要求,体现 本课题研究追求实用的特色。 ③ 从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 六、作用意义(直接经济效益和社会意义) ① 直接经济效益 多晶硅是光伏产业和电子产业的重要原材料。作为原材料之一的高纯多晶硅的成本占太阳能电池生产总成本的20%。因此,在不影响太阳能电池光电转化效率和电子元器件性能的前提下,降低多晶硅的制作成本是降低太阳能电池生产成本和电子元器件生产成本的有效措施。利用改良西门子法生产太阳能级多晶硅的成本120元/Kg,利用物理法制备太阳能级多晶硅60元/Kg,成本降低60元/Kg。若一年生产太阳能级多晶硅300吨,可以降低生产成本0.18亿元。 ② 社会环境效益 利用物理法制备太阳能级多晶硅可以安排1人/t就业。与化学法制备太阳能多晶硅相比,物理法制备太阳能多晶硅,对环境友好,没有氯气等有害污染物排放。 物理法(冶金法)制备太阳能多晶硅经济、社会环境效益明显。 七、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见。 推广应用范围:物理法制备太阳能多晶硅的方法技术除了应用于多晶硅的提纯,多晶硅晶格缺陷的修复,亦可扩展应用于稀有贵重金属的提纯和其它金属材料的提纯。 推广应用条件:在较低温度下使多晶硅和其它材料融化。 应用前景:化学法生产太阳能级多晶硅,投资大,生产效率低,能耗高,但产出的多晶硅纯度高;物理法生产太阳能级多晶硅,既高效又环保,制备出的多晶硅完全能够满足光伏产业和电子产业预处理的需要,具有广阔的应用前景。 存在的问题及改进意见:物理法(冶金法)生产的多晶硅目前纯度最高仅达到7N,还无法满足直接应用于电子产业元器件的制造,仅能作为电子产业原材料提纯的预处理手段。欲生产电子级多晶硅,还需要物理法和化学法配合使用,扬长避短,作为集成技术,协同生产多种纯度的多晶硅。
一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前在多晶硅生产中国内多采用圆柱形的硅芯,存在的问题是大批量生产受到硅 芯炉单产的限制,无法满足年产1000吨以上多晶硅工厂生产的需要;采用大型线切割机可 以大批量的生产方硅芯,但是目前尚无专门针对方硅芯的生产装配方法及夹持装置。本发明所要解决的技术问题是提供一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,可以解决方硅芯的装配问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题。本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,也提高了生产效率为解决上述技术问题,本发明所采用的技术原理是:一种采用方硅芯生产多晶硅 的方法,包括以下步骤:将方硅芯一端倒角或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方 硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻两根方硅芯的V形槽内,得到H型导电回路。本发明提供的一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,通过将方硅芯一端倒角 或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻 两根方硅芯的V形槽内,得到π型导电回路。具有装配可靠、便捷的优点,克服硅芯易断性,解决还原炉装配方硅芯的问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题,确保开炉成功率99%以 上,本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,可大批量 生产,也提高了生产效率。 一种采用方硅芯生产多晶硅的方法,适用情况如下:将方硅芯4 一端倒 角或倒圆后,插入到夹持装置6中的石墨卡瓣3内,方硅芯4另一端开V形槽41,将搭接横 梁5放入相邻两根方硅芯4的V形槽41内,得到Π型导电回路。所述的V形槽41其夹角为90°。所述的V形槽41按 对角线方向设置。所述的搭接横梁5为较短的方硅芯。这样可以将搭接横梁5正好放入到 方硅芯4顶端的V形槽41内,通过确保方硅芯4的高度一致可以保证连接的可靠,包括力 连接的可靠和电连接的可靠,其中力连接的可靠可以降低生产过程中倒棒的问题,一根方 硅芯4可以为与其连接的另一根方硅芯4提供撑。
找到110项技术成果数据。
找技术 >中浓度硅熔制作多晶硅技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
在LPCVD设备中采用浓度为50%的硅烷替代浓度为20%的硅烷,生长的多晶硅具有表面光亮、方块电阻小、均匀性好、等离子腐蚀速率较高等优,适用于大直径硅片加工和大批量生产。采用该技术,彻底改变了采用低浓度硅熔时存在的对于真空度各项参数要求过高,需要系统较好密封,对及对于多晶薄膜的等离子腐蚀速率不稳或结构易于粗糙等问题,缩短了与先进国家技术的差距,为我国半导体技术的发展做出了贡献。达到国内领先水平。
利用四氯化硅生产高纯硅酸钾,白炭黑等生产工艺
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:技术转让项目名称:利用多晶硅副产物四氯化硅生产白炭黑,水玻璃等硅的系列化合物生产工艺多晶硅生产中副产物四氯化硅是一种具有强腐蚀性,有毒有害液体,对安全和环境危害极大,而生产一吨多晶硅要副产四氯化硅8-10吨,因此能否消化掉四氯化硅则成为多晶硅产业发展的最大障碍。现研究出几种湿法消化四氯化硅的生产工艺,使其转化为白炭黑,高纯度硅酸钠,硅酸钾等硅的化合物,其工艺总的特点是投资少,上马快,方法简便,成本低,产品质量好,有较好的经济效益和社会效益。生产技术一,利用四氯化硅生产高纯硅酸钠(水玻璃),高纯硅酸钾,显像管用硅酸钾,高纯硅酸钾钠,其产品质量好,纯度高,并具有高透明性,高稳定性。生产技术二,利用四氯化硅制备白炭黑,其产品纯度高,质量好。在以上生产工艺中所用助剂根据各地情况不同,可选用电石灰(Ca(OH)2),生石灰(CaO),硅灰石(CaSiO3),高岭土(Al2O3.2SiO2.2H2O),膨润土(Al2O3.4SiO2.3H2O)等矿物,并可分别副产无水氯化钙,二水氯化钙,六水氯化钙,氯化铝,聚合氯化铝等副产物。技术的应用领域前景分析:用四氯化硅生产的高纯硅酸钾、硅酸钠不但纯度高,而且透明度高(真溶液),稳定性好(长时间存放也不会析出沉淀)因此在各应用领域其效果都优于现普遍使用的硅酸钠,硅酸钾。尤其高纯硅酸钾(电子级硅酸钾)在显像管中广泛应用,其经济效益更加显著。用四氯化硅生产硅的系列化合物不但有较好的经济效益而且较好的消化了四氯化硅因此也有较好的社会效益。效益分析:由于使用四氯化硅为原料,价格便宜,因此其成本远低于现在普便使用的纯碱法生产的普通硅酸钠或白炭黑的生产成本,生产一吨高纯硅酸钠其原材料成本(不包括四氯化硅)只需200——250元。厂房条件建议:无备注:无
100cm×100cm大尺寸多晶硅铸锭的技术开发及其产业化应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容 多晶硅铸锭是晶体硅片制造的核心工序,也是提高太阳能电池转换效率、降低发电成本的关键技术。研究如何提高单炉产能与成品率、降低生产能耗和成本是多晶硅铸锭领域技术研发的永恒主题。 大量研究表明,增大硅锭的尺寸,如高度、宽度等,可以显著地提高单炉产出量,提高单个硅锭的切片比率(收益率),减少单位耗能量,从而降低铸锭成本,减少能源和物料的消耗。为了达到上述目的,铸锭炉正朝着低成本大尺寸铸锭方向不断发展。 该项目联合设备制造商北京某科技股份有限公司、坩埚制造商江西某太阳能新材料有限公司,组织了一批铸锭、设备、坩埚等方面的专家,利用计算机软件对铸锭炉热场进行模拟,设计开发出新一代的G6铸锭炉热场、铸锭炉设备等一系列配套装备和G6多晶硅锭的晶体生长工艺。技术经济指标: 单炉铸锭产量800-1000千克,相比之前提升60%以上。 每公斤铸炉能耗低于7.0度/千克,相比之前降低20%。 硅锭可切片有效利用率达到71%,相比提升5个百分点。 每片铸锭成本控制在0.52元以内,相比降低约18%。 促进行业科技进步作用及应用推广情况: 该项目的G6(100cm×100cm)铸锭炉相比G5铸锭炉,单炉产量大、单位能耗低、每瓦发电成本低,极大促进了光伏发电平价上网的进程。 该项目在2009年成功研发出世界首个G6(800kg)硅锭。经过规模化试产,设备和工艺稳定高效,该项目已经在赛维LDK获得产业化推广,已经形成了年产1000MW的硅片生产产能。2014年实现销售年收入18亿人民币,新增利润3亿元,创收外汇1.2亿美元。 该项目的研究成果广泛应用于光伏太阳能领域,项目研发的铸锭设备和石英坩埚等在各硅片厂家得到广泛应用。G6炉以及G6硅锭成为行业的主流,引领硅片行业进入G6时代。
高容量、低成本锂离子电池用硅-碳负极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介新能源汽车的迅猛发展,为动力电池产业提供了万亿级的市场容量,到2020年底,城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达60万辆。目前使用的石墨类伏击材料容量低,无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料,以提高纯电动汽车的续航里程2倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200mAh/g),其容量是现有商业化的石墨负极的10多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响其循环寿命。我们团队经过数年研究,提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能源部高度评价了该项研究成果(2015年仅有2项研究成果受此殊荣)。二、技术指标(性能参数)产品名称 循环周数 容量(mAh/g)贝特瑞产品 S400 600-800 400-499(0.1C)S500 600-800 500-599(0.1C)S600 600-800 600-650(0.1C)清矽能源产品 Q600 1000-1200 600-699(0.3C)Q800 1000-1200 800-899(0.3C)Q1200 1000-1200 1200-1250(0.3C)--250--西安交通大学国家技术转移中心三、市场前景及应用该产品在以电动汽车为代表的动力电池和消费型电子产品中均有着广泛的应用前景。作为新一代高能量密度锂离子电池负极材料,极其发展潜力。2018年3月,已于多氟多公司开展合作。该项目还可利用多晶硅太阳能生产过程中产生的废料(如加工多晶硅过程中切割产生的微米硅粉,硅块)为初始原料来制备高附加值硅-碳负极材料,为多晶硅产业的升级转型带来了新的发展机遇。四、技术成熟度□实验室阶段工程化阶段□产业化阶段实验室月产量约1吨。五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议合作要求:电池领域企业
硅基薄膜太阳能电池制备技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介太阳能是大自然赐予人类最清洁,最丰富的能源资源,目前商用的太阳能电池以晶体硅 电池为主,由于晶体硅消耗硅料较多,近年来人们一直致力于开发硅薄膜电池。非晶硅薄膜 电池已经实现了商业化生产并有了一定的市场份额,但它仍存在不足之处,包括光致衰减效 应和转换效率不高(约6%)等。本项目在国家863计划课题(2006AA03Z219)支持下,开展了 以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和纳米晶薄膜的制备和相关材料的单结与叠层硅基太阳能电池关 键技术研究。二、 创新点以及主要技术指标1.利用LPCVD方法和自扩散技术生长多晶硅p-n结,结合层转移技术制备多晶硅薄膜 太阳能电池;2.采用金属诱导晶化和快速热处理技术实现优质多晶硅薄膜的制备并在低温下制备太 阳能电池;3.在PECVD和HWCVD生长硅薄膜时,通过生长温度,气体流量,氢气稀释比,腔 室气压等参数实现微晶硅或者纳米晶薄膜的生长;4.采用双层膜技术减小表面处入射光的反射并实现表面钝化,提高入射光的收集率和 少数载流子寿命;5.采用高低结结构增加光生载流子的收集效率;6.采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备,扩展电池的光谱收集范围,提高电池 的转换效率。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1519412546934.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1520258447240.png"/ /p
一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及溅射镀膜领域,具体涉及一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用。包括以下步骤:(1)装入硅料;(2)熔化阶段;(3)长晶过程;(4)减小热应力;(6)降温阶段。本发明选用多晶硅铸锭/提纯过程中产生的尾料作为原料,通过电子束熔炼耦合定向凝固将纯度较低的多晶硅原料提纯获得高纯多晶硅料,通过向硅中添加铝硼合金控制硅靶材的电阻率,通过籽晶诱导定向凝固工艺保证晶粒取向和均匀性,通过凝固工艺调整抑制晶体缺陷的形成。该方法制得的产品出成率能够达到80%左右,且具有成本低、纯度高、结晶取向一致、晶体缺陷少、电阻率可控的优点。
以冷坩埚为基础的光伏级多晶硅工业试验
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
太阳能具有资源永不枯竭性、原料丰富、运行过程中零排放等优点,因此光伏发电被认为是未来最可靠、最安全环保的、可持续的能源供给方式。近几年,国内光伏产业规模快速扩张,产业链不断完善,制造成本持续下降,具备了较强的国际竞争能力。但时下光伏产业发展还需要政府补贴,只有进一步降低成本,使普通百姓能够真正用得起光伏电,届时光伏产业会迎来爆发式的增长。由于支持光伏产业发展的技术路线完全是照搬半导体行业的技术路线,因此在技术路线的基础上再进一步大幅度降低其成本的潜力已经有限。 该课题组认为通过技术创新,彻底改变光伏产业发展的技术路线,是未来大幅度降低光伏产业成本的根本出路。针对未来光伏产业低成本、环境友好的需要,课题组设计了以冷坩埚定向凝固技术去除硅材料中金属及过渡金属杂质为基础,同时与在线造渣脱硼技术,高真空电子束除磷技术相结合,以冶金硅为原料实现工业化生产光伏级高纯多晶硅铸锭的生产技术。该技术的高真空设备的真空度达到1×10-4Pa,硅中磷含量不高于0.15ppmw;采用渣洗除硼技术,硼含量小于0.3ppmw;采用冷坩埚定向凝固技术除金属杂质,硅中总金属杂质含量不高于0.1ppmw。 该技术的优点在于:该技术使多晶原料的生产与多晶铸锭有机结合,缩短了工艺流程,降低生产成本;该技术实施过程中没有废水、废气、废液的产生,生产过程环境友好;该技术通过冷坩埚技术的应用,彻底克服了困扰冶金法发展的瓶颈问题,即提纯过程来自于坩埚及热场的二次污染问题,产品质量高,重复性好;该技术实施过程中与传统的多晶硅生产过程相比,没有使用价格昂贵的高纯石英、石墨材料,大幅降低了生产成本。该技术生产的光伏级多晶硅的纯度达到了6.5N以上,多晶电池片其平均光电转换效率为17.1%。 该课题在前期取得的技术进展的基础上,开展以下有针对性的、关键的科学问题研究:用于硅提纯的冷坩埚设备优化问题;在电磁搅拌条件下硅提纯过程热力学、动力学问题;强交变电磁场条件下形成的温场特性的研究;该种材料硅晶体缺陷与杂质的研究、针对该种材料制备的电池片性能的研究及其与提纯工艺的关系等问题。在该基础上优化设备及提纯工艺。 另一方面,根据该技术生产的多晶硅物理、电学等特性进一步优化电池制备工艺,也会进一步提高电池片的光电转化效率。随着理论供研究的深入及工艺的优化,该技术生产的电池片综合性能会接近西门子法原料生产的电池片光电转化水平,目标为电池片平均光电转换效率接近18%,同时使后期电池片的光衰减争取降到零,使该技术生产的电池片综合指标达到甚至超过普通电池片的水平。解决低成本高质量太阳能级多晶硅规模化生产关键技术,满足光伏产业低成本原料生产的内在要求。综上所述,该技术恰恰适应了光伏产业发展的需要,能过低成本、环境友好、工业化大规模生产光伏级多晶硅锭,极大降低了光伏发电成本,从而促进光伏产业早日实现摆脱政府补贴,真正意义的、大规模的商业运行模式。由此带来的经济效益和社会效益是不言而喻的。
工业硅的精细冶炼及其产业化
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点和技术指标 项目特点:①充分利用工业硅冶炼的余热,加强管理进行精细冶炼,可达到降低能耗和成本的效果;②成本低:6N纯度成本约10$/kg;③设备较简单:自主设计和加工;④和常规工业硅冶炼工艺完全兼容;⑤注意环保,达标排放。 技术指标:可将1-2N工业硅,提纯到5N-6N,6N的多晶硅所在寿命大于10微妙,产量由投入的经费和设备决定。 二、技术成熟程度 精细冶炼方法已经经过以年多的探索,经过国内专家和企业家多次论证,任务方法可行,实验室已经完成4N的湿法提纯,现在进行中试(1-10Kg级),今年底可转向大批量生产(100kg)。正在自主设计和加工湿法冶炼、真空除渣熔炼和在线定向凝固设备,并在冶炼厂的现场进行精细冶炼的中试,预计明年可转向正式生产。 三、应用范围 用于工业硅的精细提纯,将1N~2N的工业硅直接提纯到6N以上,定向凝固后,切片直接(或拉制硅单晶)供给电池企业生产太阳能电池芯片。 四、投产条件与预期经济效益 投产条件: ① 最好是已进行工业硅冶炼的企业接受本项新技术,如果是没有工业硅冶炼设备的公司则要增加电磁真空熔炼设备,约200万元; ② 厂房用地约500平方米以上; ③ 具有水、电、气供应和环保排放系统; ④ 年产6N的多晶硅100吨,需要投入设备经费至少600万元。 预期经济效益: 目前产品:6N多晶硅的正常价格50$/kg , 炒作到~180$/kg , 供不应求。 原料:1N~2N工业硅的价格: ~1$/kg。 成本: 本方法从1N~2N工业硅提纯到6N多晶硅成本约为~10$/kg。 经济效益:一年半左右可回收投入成本,原料到产品升值约50倍以上。 五、合作方式 合作研发
物理法(冶金法)制备多晶硅生产工艺研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、 任务来源 2013年安阳市科技公关项目。 二、应用领域和技术原理 应用领域:制备太阳能级多晶硅。 技术原理:物理法(又称冶金法)提纯多晶硅,Si原子不参加化学反应。提纯方法包括: ①酸洗法。酸与多晶硅中的金属杂质及化合物发生反应而被除去; ②定向凝固法。利用杂质元素在Si固/液中的分凝现象而被除去。 ③吹气造渣法是利用氧化气体或造渣剂与多晶硅中的B、C等杂质发生反应,通过抽气或者分凝而被移出; ④吸杂法是利用某些金属例如Sn能降低多晶硅的熔点,然后使多晶硅重新结晶而杂质被除去。金属吸杂剂在提纯多晶硅的过程中,自身纯度亦得到提高。组合多种物理法提纯多晶硅,可以将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级多晶硅的水平。 三、 性能指标 利用物理法制备太阳能级多晶硅材料,使其纯度达到6N。从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 四、 与国内外同类技术比较 2010年,伍继君等采用熔渣法提纯多晶硅。2011年,李成义等以王水和氢氟酸为酸洗介质,研究酸洗法对冶金硅典型杂质的脱除效果。罗大伟等人遴选不同造渣剂,采用电磁感应熔炼法除去冶金级硅中的杂质硼。2013年,吴浩等人利用硅系合金法提纯多晶硅。这些方法仅仅是物理法提纯多晶硅的个案,得到的结果是某些杂质的去除率,而没有阐明是否能将多晶硅杂质浓度降低到6N数量级。 本项目组合利用多晶硅物理提纯方法,将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级(6N)。利用吸杂法提纯多晶硅的过程,不但多晶硅的纯度得到提高,而且吸杂剂的纯度亦得到提高。 五、成果的创造性、先进性 ① 利用吸杂法(Sn-Si合金法)对硅料进行提纯,加热温度低,对环境友好,多晶硅提纯效率高,制备的多晶硅杂质含量能降低到太阳能级水准(6N),吸杂剂Sn在提纯多晶硅的过程中,杂质含量不升反降,体现 本课题的创新之处和先进性。 ② 组合不同物理提纯方法,对硅料进行提纯,能量消耗少,提纯效率高,优化各种技术参数,使多晶硅纯度满足太阳能级多晶硅的要求,体现 本课题研究追求实用的特色。 ③ 从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 六、作用意义(直接经济效益和社会意义) ① 直接经济效益 多晶硅是光伏产业和电子产业的重要原材料。作为原材料之一的高纯多晶硅的成本占太阳能电池生产总成本的20%。因此,在不影响太阳能电池光电转化效率和电子元器件性能的前提下,降低多晶硅的制作成本是降低太阳能电池生产成本和电子元器件生产成本的有效措施。利用改良西门子法生产太阳能级多晶硅的成本120元/Kg,利用物理法制备太阳能级多晶硅60元/Kg,成本降低60元/Kg。若一年生产太阳能级多晶硅300吨,可以降低生产成本0.18亿元。 ② 社会环境效益 利用物理法制备太阳能级多晶硅可以安排1人/t就业。与化学法制备太阳能多晶硅相比,物理法制备太阳能多晶硅,对环境友好,没有氯气等有害污染物排放。 物理法(冶金法)制备太阳能多晶硅经济、社会环境效益明显。 七、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见。 推广应用范围:物理法制备太阳能多晶硅的方法技术除了应用于多晶硅的提纯,多晶硅晶格缺陷的修复,亦可扩展应用于稀有贵重金属的提纯和其它金属材料的提纯。 推广应用条件:在较低温度下使多晶硅和其它材料融化。 应用前景:化学法生产太阳能级多晶硅,投资大,生产效率低,能耗高,但产出的多晶硅纯度高;物理法生产太阳能级多晶硅,既高效又环保,制备出的多晶硅完全能够满足光伏产业和电子产业预处理的需要,具有广阔的应用前景。 存在的问题及改进意见:物理法(冶金法)生产的多晶硅目前纯度最高仅达到7N,还无法满足直接应用于电子产业元器件的制造,仅能作为电子产业原材料提纯的预处理手段。欲生产电子级多晶硅,还需要物理法和化学法配合使用,扬长避短,作为集成技术,协同生产多种纯度的多晶硅。
一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前在多晶硅生产中国内多采用圆柱形的硅芯,存在的问题是大批量生产受到硅 芯炉单产的限制,无法满足年产1000吨以上多晶硅工厂生产的需要;采用大型线切割机可 以大批量的生产方硅芯,但是目前尚无专门针对方硅芯的生产装配方法及夹持装置。本发明所要解决的技术问题是提供一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,可以解决方硅芯的装配问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题。本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,也提高了生产效率为解决上述技术问题,本发明所采用的技术原理是:一种采用方硅芯生产多晶硅 的方法,包括以下步骤:将方硅芯一端倒角或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方 硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻两根方硅芯的V形槽内,得到H型导电回路。本发明提供的一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,通过将方硅芯一端倒角 或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻 两根方硅芯的V形槽内,得到π型导电回路。具有装配可靠、便捷的优点,克服硅芯易断性,解决还原炉装配方硅芯的问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题,确保开炉成功率99%以 上,本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,可大批量 生产,也提高了生产效率。 一种采用方硅芯生产多晶硅的方法,适用情况如下:将方硅芯4 一端倒 角或倒圆后,插入到夹持装置6中的石墨卡瓣3内,方硅芯4另一端开V形槽41,将搭接横 梁5放入相邻两根方硅芯4的V形槽41内,得到Π型导电回路。所述的V形槽41其夹角为90°。所述的V形槽41按 对角线方向设置。所述的搭接横梁5为较短的方硅芯。这样可以将搭接横梁5正好放入到 方硅芯4顶端的V形槽41内,通过确保方硅芯4的高度一致可以保证连接的可靠,包括力 连接的可靠和电连接的可靠,其中力连接的可靠可以降低生产过程中倒棒的问题,一根方 硅芯4可以为与其连接的另一根方硅芯4提供撑。
找到110项技术成果数据。
找技术 >中浓度硅熔制作多晶硅技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
在LPCVD设备中采用浓度为50%的硅烷替代浓度为20%的硅烷,生长的多晶硅具有表面光亮、方块电阻小、均匀性好、等离子腐蚀速率较高等优,适用于大直径硅片加工和大批量生产。采用该技术,彻底改变了采用低浓度硅熔时存在的对于真空度各项参数要求过高,需要系统较好密封,对及对于多晶薄膜的等离子腐蚀速率不稳或结构易于粗糙等问题,缩短了与先进国家技术的差距,为我国半导体技术的发展做出了贡献。达到国内领先水平。
利用四氯化硅生产高纯硅酸钾,白炭黑等生产工艺
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:技术转让项目名称:利用多晶硅副产物四氯化硅生产白炭黑,水玻璃等硅的系列化合物生产工艺多晶硅生产中副产物四氯化硅是一种具有强腐蚀性,有毒有害液体,对安全和环境危害极大,而生产一吨多晶硅要副产四氯化硅8-10吨,因此能否消化掉四氯化硅则成为多晶硅产业发展的最大障碍。现研究出几种湿法消化四氯化硅的生产工艺,使其转化为白炭黑,高纯度硅酸钠,硅酸钾等硅的化合物,其工艺总的特点是投资少,上马快,方法简便,成本低,产品质量好,有较好的经济效益和社会效益。生产技术一,利用四氯化硅生产高纯硅酸钠(水玻璃),高纯硅酸钾,显像管用硅酸钾,高纯硅酸钾钠,其产品质量好,纯度高,并具有高透明性,高稳定性。生产技术二,利用四氯化硅制备白炭黑,其产品纯度高,质量好。在以上生产工艺中所用助剂根据各地情况不同,可选用电石灰(Ca(OH)2),生石灰(CaO),硅灰石(CaSiO3),高岭土(Al2O3.2SiO2.2H2O),膨润土(Al2O3.4SiO2.3H2O)等矿物,并可分别副产无水氯化钙,二水氯化钙,六水氯化钙,氯化铝,聚合氯化铝等副产物。技术的应用领域前景分析:用四氯化硅生产的高纯硅酸钾、硅酸钠不但纯度高,而且透明度高(真溶液),稳定性好(长时间存放也不会析出沉淀)因此在各应用领域其效果都优于现普遍使用的硅酸钠,硅酸钾。尤其高纯硅酸钾(电子级硅酸钾)在显像管中广泛应用,其经济效益更加显著。用四氯化硅生产硅的系列化合物不但有较好的经济效益而且较好的消化了四氯化硅因此也有较好的社会效益。效益分析:由于使用四氯化硅为原料,价格便宜,因此其成本远低于现在普便使用的纯碱法生产的普通硅酸钠或白炭黑的生产成本,生产一吨高纯硅酸钠其原材料成本(不包括四氯化硅)只需200——250元。厂房条件建议:无备注:无
100cm×100cm大尺寸多晶硅铸锭的技术开发及其产业化应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容 多晶硅铸锭是晶体硅片制造的核心工序,也是提高太阳能电池转换效率、降低发电成本的关键技术。研究如何提高单炉产能与成品率、降低生产能耗和成本是多晶硅铸锭领域技术研发的永恒主题。 大量研究表明,增大硅锭的尺寸,如高度、宽度等,可以显著地提高单炉产出量,提高单个硅锭的切片比率(收益率),减少单位耗能量,从而降低铸锭成本,减少能源和物料的消耗。为了达到上述目的,铸锭炉正朝着低成本大尺寸铸锭方向不断发展。 该项目联合设备制造商北京某科技股份有限公司、坩埚制造商江西某太阳能新材料有限公司,组织了一批铸锭、设备、坩埚等方面的专家,利用计算机软件对铸锭炉热场进行模拟,设计开发出新一代的G6铸锭炉热场、铸锭炉设备等一系列配套装备和G6多晶硅锭的晶体生长工艺。技术经济指标: 单炉铸锭产量800-1000千克,相比之前提升60%以上。 每公斤铸炉能耗低于7.0度/千克,相比之前降低20%。 硅锭可切片有效利用率达到71%,相比提升5个百分点。 每片铸锭成本控制在0.52元以内,相比降低约18%。 促进行业科技进步作用及应用推广情况: 该项目的G6(100cm×100cm)铸锭炉相比G5铸锭炉,单炉产量大、单位能耗低、每瓦发电成本低,极大促进了光伏发电平价上网的进程。 该项目在2009年成功研发出世界首个G6(800kg)硅锭。经过规模化试产,设备和工艺稳定高效,该项目已经在赛维LDK获得产业化推广,已经形成了年产1000MW的硅片生产产能。2014年实现销售年收入18亿人民币,新增利润3亿元,创收外汇1.2亿美元。 该项目的研究成果广泛应用于光伏太阳能领域,项目研发的铸锭设备和石英坩埚等在各硅片厂家得到广泛应用。G6炉以及G6硅锭成为行业的主流,引领硅片行业进入G6时代。
高容量、低成本锂离子电池用硅-碳负极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介新能源汽车的迅猛发展,为动力电池产业提供了万亿级的市场容量,到2020年底,城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达60万辆。目前使用的石墨类伏击材料容量低,无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料,以提高纯电动汽车的续航里程2倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200mAh/g),其容量是现有商业化的石墨负极的10多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响其循环寿命。我们团队经过数年研究,提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能源部高度评价了该项研究成果(2015年仅有2项研究成果受此殊荣)。二、技术指标(性能参数)产品名称 循环周数 容量(mAh/g)贝特瑞产品 S400 600-800 400-499(0.1C)S500 600-800 500-599(0.1C)S600 600-800 600-650(0.1C)清矽能源产品 Q600 1000-1200 600-699(0.3C)Q800 1000-1200 800-899(0.3C)Q1200 1000-1200 1200-1250(0.3C)--250--西安交通大学国家技术转移中心三、市场前景及应用该产品在以电动汽车为代表的动力电池和消费型电子产品中均有着广泛的应用前景。作为新一代高能量密度锂离子电池负极材料,极其发展潜力。2018年3月,已于多氟多公司开展合作。该项目还可利用多晶硅太阳能生产过程中产生的废料(如加工多晶硅过程中切割产生的微米硅粉,硅块)为初始原料来制备高附加值硅-碳负极材料,为多晶硅产业的升级转型带来了新的发展机遇。四、技术成熟度□实验室阶段工程化阶段□产业化阶段实验室月产量约1吨。五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议合作要求:电池领域企业
硅基薄膜太阳能电池制备技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介太阳能是大自然赐予人类最清洁,最丰富的能源资源,目前商用的太阳能电池以晶体硅 电池为主,由于晶体硅消耗硅料较多,近年来人们一直致力于开发硅薄膜电池。非晶硅薄膜 电池已经实现了商业化生产并有了一定的市场份额,但它仍存在不足之处,包括光致衰减效 应和转换效率不高(约6%)等。本项目在国家863计划课题(2006AA03Z219)支持下,开展了 以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和纳米晶薄膜的制备和相关材料的单结与叠层硅基太阳能电池关 键技术研究。二、 创新点以及主要技术指标1.利用LPCVD方法和自扩散技术生长多晶硅p-n结,结合层转移技术制备多晶硅薄膜 太阳能电池;2.采用金属诱导晶化和快速热处理技术实现优质多晶硅薄膜的制备并在低温下制备太 阳能电池;3.在PECVD和HWCVD生长硅薄膜时,通过生长温度,气体流量,氢气稀释比,腔 室气压等参数实现微晶硅或者纳米晶薄膜的生长;4.采用双层膜技术减小表面处入射光的反射并实现表面钝化,提高入射光的收集率和 少数载流子寿命;5.采用高低结结构增加光生载流子的收集效率;6.采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备,扩展电池的光谱收集范围,提高电池 的转换效率。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1519412546934.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1520258447240.png"/ /p
一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及溅射镀膜领域,具体涉及一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用。包括以下步骤:(1)装入硅料;(2)熔化阶段;(3)长晶过程;(4)减小热应力;(6)降温阶段。本发明选用多晶硅铸锭/提纯过程中产生的尾料作为原料,通过电子束熔炼耦合定向凝固将纯度较低的多晶硅原料提纯获得高纯多晶硅料,通过向硅中添加铝硼合金控制硅靶材的电阻率,通过籽晶诱导定向凝固工艺保证晶粒取向和均匀性,通过凝固工艺调整抑制晶体缺陷的形成。该方法制得的产品出成率能够达到80%左右,且具有成本低、纯度高、结晶取向一致、晶体缺陷少、电阻率可控的优点。
以冷坩埚为基础的光伏级多晶硅工业试验
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
太阳能具有资源永不枯竭性、原料丰富、运行过程中零排放等优点,因此光伏发电被认为是未来最可靠、最安全环保的、可持续的能源供给方式。近几年,国内光伏产业规模快速扩张,产业链不断完善,制造成本持续下降,具备了较强的国际竞争能力。但时下光伏产业发展还需要政府补贴,只有进一步降低成本,使普通百姓能够真正用得起光伏电,届时光伏产业会迎来爆发式的增长。由于支持光伏产业发展的技术路线完全是照搬半导体行业的技术路线,因此在技术路线的基础上再进一步大幅度降低其成本的潜力已经有限。 该课题组认为通过技术创新,彻底改变光伏产业发展的技术路线,是未来大幅度降低光伏产业成本的根本出路。针对未来光伏产业低成本、环境友好的需要,课题组设计了以冷坩埚定向凝固技术去除硅材料中金属及过渡金属杂质为基础,同时与在线造渣脱硼技术,高真空电子束除磷技术相结合,以冶金硅为原料实现工业化生产光伏级高纯多晶硅铸锭的生产技术。该技术的高真空设备的真空度达到1×10-4Pa,硅中磷含量不高于0.15ppmw;采用渣洗除硼技术,硼含量小于0.3ppmw;采用冷坩埚定向凝固技术除金属杂质,硅中总金属杂质含量不高于0.1ppmw。 该技术的优点在于:该技术使多晶原料的生产与多晶铸锭有机结合,缩短了工艺流程,降低生产成本;该技术实施过程中没有废水、废气、废液的产生,生产过程环境友好;该技术通过冷坩埚技术的应用,彻底克服了困扰冶金法发展的瓶颈问题,即提纯过程来自于坩埚及热场的二次污染问题,产品质量高,重复性好;该技术实施过程中与传统的多晶硅生产过程相比,没有使用价格昂贵的高纯石英、石墨材料,大幅降低了生产成本。该技术生产的光伏级多晶硅的纯度达到了6.5N以上,多晶电池片其平均光电转换效率为17.1%。 该课题在前期取得的技术进展的基础上,开展以下有针对性的、关键的科学问题研究:用于硅提纯的冷坩埚设备优化问题;在电磁搅拌条件下硅提纯过程热力学、动力学问题;强交变电磁场条件下形成的温场特性的研究;该种材料硅晶体缺陷与杂质的研究、针对该种材料制备的电池片性能的研究及其与提纯工艺的关系等问题。在该基础上优化设备及提纯工艺。 另一方面,根据该技术生产的多晶硅物理、电学等特性进一步优化电池制备工艺,也会进一步提高电池片的光电转化效率。随着理论供研究的深入及工艺的优化,该技术生产的电池片综合性能会接近西门子法原料生产的电池片光电转化水平,目标为电池片平均光电转换效率接近18%,同时使后期电池片的光衰减争取降到零,使该技术生产的电池片综合指标达到甚至超过普通电池片的水平。解决低成本高质量太阳能级多晶硅规模化生产关键技术,满足光伏产业低成本原料生产的内在要求。综上所述,该技术恰恰适应了光伏产业发展的需要,能过低成本、环境友好、工业化大规模生产光伏级多晶硅锭,极大降低了光伏发电成本,从而促进光伏产业早日实现摆脱政府补贴,真正意义的、大规模的商业运行模式。由此带来的经济效益和社会效益是不言而喻的。
工业硅的精细冶炼及其产业化
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点和技术指标 项目特点:①充分利用工业硅冶炼的余热,加强管理进行精细冶炼,可达到降低能耗和成本的效果;②成本低:6N纯度成本约10$/kg;③设备较简单:自主设计和加工;④和常规工业硅冶炼工艺完全兼容;⑤注意环保,达标排放。 技术指标:可将1-2N工业硅,提纯到5N-6N,6N的多晶硅所在寿命大于10微妙,产量由投入的经费和设备决定。 二、技术成熟程度 精细冶炼方法已经经过以年多的探索,经过国内专家和企业家多次论证,任务方法可行,实验室已经完成4N的湿法提纯,现在进行中试(1-10Kg级),今年底可转向大批量生产(100kg)。正在自主设计和加工湿法冶炼、真空除渣熔炼和在线定向凝固设备,并在冶炼厂的现场进行精细冶炼的中试,预计明年可转向正式生产。 三、应用范围 用于工业硅的精细提纯,将1N~2N的工业硅直接提纯到6N以上,定向凝固后,切片直接(或拉制硅单晶)供给电池企业生产太阳能电池芯片。 四、投产条件与预期经济效益 投产条件: ① 最好是已进行工业硅冶炼的企业接受本项新技术,如果是没有工业硅冶炼设备的公司则要增加电磁真空熔炼设备,约200万元; ② 厂房用地约500平方米以上; ③ 具有水、电、气供应和环保排放系统; ④ 年产6N的多晶硅100吨,需要投入设备经费至少600万元。 预期经济效益: 目前产品:6N多晶硅的正常价格50$/kg , 炒作到~180$/kg , 供不应求。 原料:1N~2N工业硅的价格: ~1$/kg。 成本: 本方法从1N~2N工业硅提纯到6N多晶硅成本约为~10$/kg。 经济效益:一年半左右可回收投入成本,原料到产品升值约50倍以上。 五、合作方式 合作研发
物理法(冶金法)制备多晶硅生产工艺研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、 任务来源 2013年安阳市科技公关项目。 二、应用领域和技术原理 应用领域:制备太阳能级多晶硅。 技术原理:物理法(又称冶金法)提纯多晶硅,Si原子不参加化学反应。提纯方法包括: ①酸洗法。酸与多晶硅中的金属杂质及化合物发生反应而被除去; ②定向凝固法。利用杂质元素在Si固/液中的分凝现象而被除去。 ③吹气造渣法是利用氧化气体或造渣剂与多晶硅中的B、C等杂质发生反应,通过抽气或者分凝而被移出; ④吸杂法是利用某些金属例如Sn能降低多晶硅的熔点,然后使多晶硅重新结晶而杂质被除去。金属吸杂剂在提纯多晶硅的过程中,自身纯度亦得到提高。组合多种物理法提纯多晶硅,可以将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级多晶硅的水平。 三、 性能指标 利用物理法制备太阳能级多晶硅材料,使其纯度达到6N。从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 四、 与国内外同类技术比较 2010年,伍继君等采用熔渣法提纯多晶硅。2011年,李成义等以王水和氢氟酸为酸洗介质,研究酸洗法对冶金硅典型杂质的脱除效果。罗大伟等人遴选不同造渣剂,采用电磁感应熔炼法除去冶金级硅中的杂质硼。2013年,吴浩等人利用硅系合金法提纯多晶硅。这些方法仅仅是物理法提纯多晶硅的个案,得到的结果是某些杂质的去除率,而没有阐明是否能将多晶硅杂质浓度降低到6N数量级。 本项目组合利用多晶硅物理提纯方法,将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级(6N)。利用吸杂法提纯多晶硅的过程,不但多晶硅的纯度得到提高,而且吸杂剂的纯度亦得到提高。 五、成果的创造性、先进性 ① 利用吸杂法(Sn-Si合金法)对硅料进行提纯,加热温度低,对环境友好,多晶硅提纯效率高,制备的多晶硅杂质含量能降低到太阳能级水准(6N),吸杂剂Sn在提纯多晶硅的过程中,杂质含量不升反降,体现 本课题的创新之处和先进性。 ② 组合不同物理提纯方法,对硅料进行提纯,能量消耗少,提纯效率高,优化各种技术参数,使多晶硅纯度满足太阳能级多晶硅的要求,体现 本课题研究追求实用的特色。 ③ 从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 六、作用意义(直接经济效益和社会意义) ① 直接经济效益 多晶硅是光伏产业和电子产业的重要原材料。作为原材料之一的高纯多晶硅的成本占太阳能电池生产总成本的20%。因此,在不影响太阳能电池光电转化效率和电子元器件性能的前提下,降低多晶硅的制作成本是降低太阳能电池生产成本和电子元器件生产成本的有效措施。利用改良西门子法生产太阳能级多晶硅的成本120元/Kg,利用物理法制备太阳能级多晶硅60元/Kg,成本降低60元/Kg。若一年生产太阳能级多晶硅300吨,可以降低生产成本0.18亿元。 ② 社会环境效益 利用物理法制备太阳能级多晶硅可以安排1人/t就业。与化学法制备太阳能多晶硅相比,物理法制备太阳能多晶硅,对环境友好,没有氯气等有害污染物排放。 物理法(冶金法)制备太阳能多晶硅经济、社会环境效益明显。 七、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见。 推广应用范围:物理法制备太阳能多晶硅的方法技术除了应用于多晶硅的提纯,多晶硅晶格缺陷的修复,亦可扩展应用于稀有贵重金属的提纯和其它金属材料的提纯。 推广应用条件:在较低温度下使多晶硅和其它材料融化。 应用前景:化学法生产太阳能级多晶硅,投资大,生产效率低,能耗高,但产出的多晶硅纯度高;物理法生产太阳能级多晶硅,既高效又环保,制备出的多晶硅完全能够满足光伏产业和电子产业预处理的需要,具有广阔的应用前景。 存在的问题及改进意见:物理法(冶金法)生产的多晶硅目前纯度最高仅达到7N,还无法满足直接应用于电子产业元器件的制造,仅能作为电子产业原材料提纯的预处理手段。欲生产电子级多晶硅,还需要物理法和化学法配合使用,扬长避短,作为集成技术,协同生产多种纯度的多晶硅。
一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前在多晶硅生产中国内多采用圆柱形的硅芯,存在的问题是大批量生产受到硅 芯炉单产的限制,无法满足年产1000吨以上多晶硅工厂生产的需要;采用大型线切割机可 以大批量的生产方硅芯,但是目前尚无专门针对方硅芯的生产装配方法及夹持装置。本发明所要解决的技术问题是提供一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,可以解决方硅芯的装配问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题。本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,也提高了生产效率为解决上述技术问题,本发明所采用的技术原理是:一种采用方硅芯生产多晶硅 的方法,包括以下步骤:将方硅芯一端倒角或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方 硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻两根方硅芯的V形槽内,得到H型导电回路。本发明提供的一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,通过将方硅芯一端倒角 或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻 两根方硅芯的V形槽内,得到π型导电回路。具有装配可靠、便捷的优点,克服硅芯易断性,解决还原炉装配方硅芯的问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题,确保开炉成功率99%以 上,本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,可大批量 生产,也提高了生产效率。 一种采用方硅芯生产多晶硅的方法,适用情况如下:将方硅芯4 一端倒 角或倒圆后,插入到夹持装置6中的石墨卡瓣3内,方硅芯4另一端开V形槽41,将搭接横 梁5放入相邻两根方硅芯4的V形槽41内,得到Π型导电回路。所述的V形槽41其夹角为90°。所述的V形槽41按 对角线方向设置。所述的搭接横梁5为较短的方硅芯。这样可以将搭接横梁5正好放入到 方硅芯4顶端的V形槽41内,通过确保方硅芯4的高度一致可以保证连接的可靠,包括力 连接的可靠和电连接的可靠,其中力连接的可靠可以降低生产过程中倒棒的问题,一根方 硅芯4可以为与其连接的另一根方硅芯4提供撑。
找到110项技术成果数据。
找技术 >中浓度硅熔制作多晶硅技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
在LPCVD设备中采用浓度为50%的硅烷替代浓度为20%的硅烷,生长的多晶硅具有表面光亮、方块电阻小、均匀性好、等离子腐蚀速率较高等优,适用于大直径硅片加工和大批量生产。采用该技术,彻底改变了采用低浓度硅熔时存在的对于真空度各项参数要求过高,需要系统较好密封,对及对于多晶薄膜的等离子腐蚀速率不稳或结构易于粗糙等问题,缩短了与先进国家技术的差距,为我国半导体技术的发展做出了贡献。达到国内领先水平。
利用四氯化硅生产高纯硅酸钾,白炭黑等生产工艺
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:技术转让项目名称:利用多晶硅副产物四氯化硅生产白炭黑,水玻璃等硅的系列化合物生产工艺多晶硅生产中副产物四氯化硅是一种具有强腐蚀性,有毒有害液体,对安全和环境危害极大,而生产一吨多晶硅要副产四氯化硅8-10吨,因此能否消化掉四氯化硅则成为多晶硅产业发展的最大障碍。现研究出几种湿法消化四氯化硅的生产工艺,使其转化为白炭黑,高纯度硅酸钠,硅酸钾等硅的化合物,其工艺总的特点是投资少,上马快,方法简便,成本低,产品质量好,有较好的经济效益和社会效益。生产技术一,利用四氯化硅生产高纯硅酸钠(水玻璃),高纯硅酸钾,显像管用硅酸钾,高纯硅酸钾钠,其产品质量好,纯度高,并具有高透明性,高稳定性。生产技术二,利用四氯化硅制备白炭黑,其产品纯度高,质量好。在以上生产工艺中所用助剂根据各地情况不同,可选用电石灰(Ca(OH)2),生石灰(CaO),硅灰石(CaSiO3),高岭土(Al2O3.2SiO2.2H2O),膨润土(Al2O3.4SiO2.3H2O)等矿物,并可分别副产无水氯化钙,二水氯化钙,六水氯化钙,氯化铝,聚合氯化铝等副产物。技术的应用领域前景分析:用四氯化硅生产的高纯硅酸钾、硅酸钠不但纯度高,而且透明度高(真溶液),稳定性好(长时间存放也不会析出沉淀)因此在各应用领域其效果都优于现普遍使用的硅酸钠,硅酸钾。尤其高纯硅酸钾(电子级硅酸钾)在显像管中广泛应用,其经济效益更加显著。用四氯化硅生产硅的系列化合物不但有较好的经济效益而且较好的消化了四氯化硅因此也有较好的社会效益。效益分析:由于使用四氯化硅为原料,价格便宜,因此其成本远低于现在普便使用的纯碱法生产的普通硅酸钠或白炭黑的生产成本,生产一吨高纯硅酸钠其原材料成本(不包括四氯化硅)只需200——250元。厂房条件建议:无备注:无
100cm×100cm大尺寸多晶硅铸锭的技术开发及其产业化应用
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容 多晶硅铸锭是晶体硅片制造的核心工序,也是提高太阳能电池转换效率、降低发电成本的关键技术。研究如何提高单炉产能与成品率、降低生产能耗和成本是多晶硅铸锭领域技术研发的永恒主题。 大量研究表明,增大硅锭的尺寸,如高度、宽度等,可以显著地提高单炉产出量,提高单个硅锭的切片比率(收益率),减少单位耗能量,从而降低铸锭成本,减少能源和物料的消耗。为了达到上述目的,铸锭炉正朝着低成本大尺寸铸锭方向不断发展。 该项目联合设备制造商北京某科技股份有限公司、坩埚制造商江西某太阳能新材料有限公司,组织了一批铸锭、设备、坩埚等方面的专家,利用计算机软件对铸锭炉热场进行模拟,设计开发出新一代的G6铸锭炉热场、铸锭炉设备等一系列配套装备和G6多晶硅锭的晶体生长工艺。技术经济指标: 单炉铸锭产量800-1000千克,相比之前提升60%以上。 每公斤铸炉能耗低于7.0度/千克,相比之前降低20%。 硅锭可切片有效利用率达到71%,相比提升5个百分点。 每片铸锭成本控制在0.52元以内,相比降低约18%。 促进行业科技进步作用及应用推广情况: 该项目的G6(100cm×100cm)铸锭炉相比G5铸锭炉,单炉产量大、单位能耗低、每瓦发电成本低,极大促进了光伏发电平价上网的进程。 该项目在2009年成功研发出世界首个G6(800kg)硅锭。经过规模化试产,设备和工艺稳定高效,该项目已经在赛维LDK获得产业化推广,已经形成了年产1000MW的硅片生产产能。2014年实现销售年收入18亿人民币,新增利润3亿元,创收外汇1.2亿美元。 该项目的研究成果广泛应用于光伏太阳能领域,项目研发的铸锭设备和石英坩埚等在各硅片厂家得到广泛应用。G6炉以及G6硅锭成为行业的主流,引领硅片行业进入G6时代。
高容量、低成本锂离子电池用硅-碳负极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介新能源汽车的迅猛发展,为动力电池产业提供了万亿级的市场容量,到2020年底,城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达60万辆。目前使用的石墨类伏击材料容量低,无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料,以提高纯电动汽车的续航里程2倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200mAh/g),其容量是现有商业化的石墨负极的10多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响其循环寿命。我们团队经过数年研究,提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能源部高度评价了该项研究成果(2015年仅有2项研究成果受此殊荣)。二、技术指标(性能参数)产品名称 循环周数 容量(mAh/g)贝特瑞产品 S400 600-800 400-499(0.1C)S500 600-800 500-599(0.1C)S600 600-800 600-650(0.1C)清矽能源产品 Q600 1000-1200 600-699(0.3C)Q800 1000-1200 800-899(0.3C)Q1200 1000-1200 1200-1250(0.3C)--250--西安交通大学国家技术转移中心三、市场前景及应用该产品在以电动汽车为代表的动力电池和消费型电子产品中均有着广泛的应用前景。作为新一代高能量密度锂离子电池负极材料,极其发展潜力。2018年3月,已于多氟多公司开展合作。该项目还可利用多晶硅太阳能生产过程中产生的废料(如加工多晶硅过程中切割产生的微米硅粉,硅块)为初始原料来制备高附加值硅-碳负极材料,为多晶硅产业的升级转型带来了新的发展机遇。四、技术成熟度□实验室阶段工程化阶段□产业化阶段实验室月产量约1吨。五、合作方式联合研发技术入股转让授权(许可)面议合作要求:电池领域企业
硅基薄膜太阳能电池制备技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介太阳能是大自然赐予人类最清洁,最丰富的能源资源,目前商用的太阳能电池以晶体硅 电池为主,由于晶体硅消耗硅料较多,近年来人们一直致力于开发硅薄膜电池。非晶硅薄膜 电池已经实现了商业化生产并有了一定的市场份额,但它仍存在不足之处,包括光致衰减效 应和转换效率不高(约6%)等。本项目在国家863计划课题(2006AA03Z219)支持下,开展了 以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和纳米晶薄膜的制备和相关材料的单结与叠层硅基太阳能电池关 键技术研究。二、 创新点以及主要技术指标1.利用LPCVD方法和自扩散技术生长多晶硅p-n结,结合层转移技术制备多晶硅薄膜 太阳能电池;2.采用金属诱导晶化和快速热处理技术实现优质多晶硅薄膜的制备并在低温下制备太 阳能电池;3.在PECVD和HWCVD生长硅薄膜时,通过生长温度,气体流量,氢气稀释比,腔 室气压等参数实现微晶硅或者纳米晶薄膜的生长;4.采用双层膜技术减小表面处入射光的反射并实现表面钝化,提高入射光的收集率和 少数载流子寿命;5.采用高低结结构增加光生载流子的收集效率;6.采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备,扩展电池的光谱收集范围,提高电池 的转换效率。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片15.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1519412546934.png"/ img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\太阳能\图片16.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1520258447240.png"/ /p
一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明涉及溅射镀膜领域,具体涉及一种高纯多晶硅溅射靶材及其制备方法和应用。包括以下步骤:(1)装入硅料;(2)熔化阶段;(3)长晶过程;(4)减小热应力;(6)降温阶段。本发明选用多晶硅铸锭/提纯过程中产生的尾料作为原料,通过电子束熔炼耦合定向凝固将纯度较低的多晶硅原料提纯获得高纯多晶硅料,通过向硅中添加铝硼合金控制硅靶材的电阻率,通过籽晶诱导定向凝固工艺保证晶粒取向和均匀性,通过凝固工艺调整抑制晶体缺陷的形成。该方法制得的产品出成率能够达到80%左右,且具有成本低、纯度高、结晶取向一致、晶体缺陷少、电阻率可控的优点。
以冷坩埚为基础的光伏级多晶硅工业试验
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
太阳能具有资源永不枯竭性、原料丰富、运行过程中零排放等优点,因此光伏发电被认为是未来最可靠、最安全环保的、可持续的能源供给方式。近几年,国内光伏产业规模快速扩张,产业链不断完善,制造成本持续下降,具备了较强的国际竞争能力。但时下光伏产业发展还需要政府补贴,只有进一步降低成本,使普通百姓能够真正用得起光伏电,届时光伏产业会迎来爆发式的增长。由于支持光伏产业发展的技术路线完全是照搬半导体行业的技术路线,因此在技术路线的基础上再进一步大幅度降低其成本的潜力已经有限。 该课题组认为通过技术创新,彻底改变光伏产业发展的技术路线,是未来大幅度降低光伏产业成本的根本出路。针对未来光伏产业低成本、环境友好的需要,课题组设计了以冷坩埚定向凝固技术去除硅材料中金属及过渡金属杂质为基础,同时与在线造渣脱硼技术,高真空电子束除磷技术相结合,以冶金硅为原料实现工业化生产光伏级高纯多晶硅铸锭的生产技术。该技术的高真空设备的真空度达到1×10-4Pa,硅中磷含量不高于0.15ppmw;采用渣洗除硼技术,硼含量小于0.3ppmw;采用冷坩埚定向凝固技术除金属杂质,硅中总金属杂质含量不高于0.1ppmw。 该技术的优点在于:该技术使多晶原料的生产与多晶铸锭有机结合,缩短了工艺流程,降低生产成本;该技术实施过程中没有废水、废气、废液的产生,生产过程环境友好;该技术通过冷坩埚技术的应用,彻底克服了困扰冶金法发展的瓶颈问题,即提纯过程来自于坩埚及热场的二次污染问题,产品质量高,重复性好;该技术实施过程中与传统的多晶硅生产过程相比,没有使用价格昂贵的高纯石英、石墨材料,大幅降低了生产成本。该技术生产的光伏级多晶硅的纯度达到了6.5N以上,多晶电池片其平均光电转换效率为17.1%。 该课题在前期取得的技术进展的基础上,开展以下有针对性的、关键的科学问题研究:用于硅提纯的冷坩埚设备优化问题;在电磁搅拌条件下硅提纯过程热力学、动力学问题;强交变电磁场条件下形成的温场特性的研究;该种材料硅晶体缺陷与杂质的研究、针对该种材料制备的电池片性能的研究及其与提纯工艺的关系等问题。在该基础上优化设备及提纯工艺。 另一方面,根据该技术生产的多晶硅物理、电学等特性进一步优化电池制备工艺,也会进一步提高电池片的光电转化效率。随着理论供研究的深入及工艺的优化,该技术生产的电池片综合性能会接近西门子法原料生产的电池片光电转化水平,目标为电池片平均光电转换效率接近18%,同时使后期电池片的光衰减争取降到零,使该技术生产的电池片综合指标达到甚至超过普通电池片的水平。解决低成本高质量太阳能级多晶硅规模化生产关键技术,满足光伏产业低成本原料生产的内在要求。综上所述,该技术恰恰适应了光伏产业发展的需要,能过低成本、环境友好、工业化大规模生产光伏级多晶硅锭,极大降低了光伏发电成本,从而促进光伏产业早日实现摆脱政府补贴,真正意义的、大规模的商业运行模式。由此带来的经济效益和社会效益是不言而喻的。
工业硅的精细冶炼及其产业化
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点和技术指标 项目特点:①充分利用工业硅冶炼的余热,加强管理进行精细冶炼,可达到降低能耗和成本的效果;②成本低:6N纯度成本约10$/kg;③设备较简单:自主设计和加工;④和常规工业硅冶炼工艺完全兼容;⑤注意环保,达标排放。 技术指标:可将1-2N工业硅,提纯到5N-6N,6N的多晶硅所在寿命大于10微妙,产量由投入的经费和设备决定。 二、技术成熟程度 精细冶炼方法已经经过以年多的探索,经过国内专家和企业家多次论证,任务方法可行,实验室已经完成4N的湿法提纯,现在进行中试(1-10Kg级),今年底可转向大批量生产(100kg)。正在自主设计和加工湿法冶炼、真空除渣熔炼和在线定向凝固设备,并在冶炼厂的现场进行精细冶炼的中试,预计明年可转向正式生产。 三、应用范围 用于工业硅的精细提纯,将1N~2N的工业硅直接提纯到6N以上,定向凝固后,切片直接(或拉制硅单晶)供给电池企业生产太阳能电池芯片。 四、投产条件与预期经济效益 投产条件: ① 最好是已进行工业硅冶炼的企业接受本项新技术,如果是没有工业硅冶炼设备的公司则要增加电磁真空熔炼设备,约200万元; ② 厂房用地约500平方米以上; ③ 具有水、电、气供应和环保排放系统; ④ 年产6N的多晶硅100吨,需要投入设备经费至少600万元。 预期经济效益: 目前产品:6N多晶硅的正常价格50$/kg , 炒作到~180$/kg , 供不应求。 原料:1N~2N工业硅的价格: ~1$/kg。 成本: 本方法从1N~2N工业硅提纯到6N多晶硅成本约为~10$/kg。 经济效益:一年半左右可回收投入成本,原料到产品升值约50倍以上。 五、合作方式 合作研发
物理法(冶金法)制备多晶硅生产工艺研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、 任务来源 2013年安阳市科技公关项目。 二、应用领域和技术原理 应用领域:制备太阳能级多晶硅。 技术原理:物理法(又称冶金法)提纯多晶硅,Si原子不参加化学反应。提纯方法包括: ①酸洗法。酸与多晶硅中的金属杂质及化合物发生反应而被除去; ②定向凝固法。利用杂质元素在Si固/液中的分凝现象而被除去。 ③吹气造渣法是利用氧化气体或造渣剂与多晶硅中的B、C等杂质发生反应,通过抽气或者分凝而被移出; ④吸杂法是利用某些金属例如Sn能降低多晶硅的熔点,然后使多晶硅重新结晶而杂质被除去。金属吸杂剂在提纯多晶硅的过程中,自身纯度亦得到提高。组合多种物理法提纯多晶硅,可以将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级多晶硅的水平。 三、 性能指标 利用物理法制备太阳能级多晶硅材料,使其纯度达到6N。从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 四、 与国内外同类技术比较 2010年,伍继君等采用熔渣法提纯多晶硅。2011年,李成义等以王水和氢氟酸为酸洗介质,研究酸洗法对冶金硅典型杂质的脱除效果。罗大伟等人遴选不同造渣剂,采用电磁感应熔炼法除去冶金级硅中的杂质硼。2013年,吴浩等人利用硅系合金法提纯多晶硅。这些方法仅仅是物理法提纯多晶硅的个案,得到的结果是某些杂质的去除率,而没有阐明是否能将多晶硅杂质浓度降低到6N数量级。 本项目组合利用多晶硅物理提纯方法,将多晶硅杂质浓度降低到太阳能级(6N)。利用吸杂法提纯多晶硅的过程,不但多晶硅的纯度得到提高,而且吸杂剂的纯度亦得到提高。 五、成果的创造性、先进性 ① 利用吸杂法(Sn-Si合金法)对硅料进行提纯,加热温度低,对环境友好,多晶硅提纯效率高,制备的多晶硅杂质含量能降低到太阳能级水准(6N),吸杂剂Sn在提纯多晶硅的过程中,杂质含量不升反降,体现 本课题的创新之处和先进性。 ② 组合不同物理提纯方法,对硅料进行提纯,能量消耗少,提纯效率高,优化各种技术参数,使多晶硅纯度满足太阳能级多晶硅的要求,体现 本课题研究追求实用的特色。 ③ 从工业硅到太阳能级多晶硅综合电耗不超过46kWh/kg。 六、作用意义(直接经济效益和社会意义) ① 直接经济效益 多晶硅是光伏产业和电子产业的重要原材料。作为原材料之一的高纯多晶硅的成本占太阳能电池生产总成本的20%。因此,在不影响太阳能电池光电转化效率和电子元器件性能的前提下,降低多晶硅的制作成本是降低太阳能电池生产成本和电子元器件生产成本的有效措施。利用改良西门子法生产太阳能级多晶硅的成本120元/Kg,利用物理法制备太阳能级多晶硅60元/Kg,成本降低60元/Kg。若一年生产太阳能级多晶硅300吨,可以降低生产成本0.18亿元。 ② 社会环境效益 利用物理法制备太阳能级多晶硅可以安排1人/t就业。与化学法制备太阳能多晶硅相比,物理法制备太阳能多晶硅,对环境友好,没有氯气等有害污染物排放。 物理法(冶金法)制备太阳能多晶硅经济、社会环境效益明显。 七、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见。 推广应用范围:物理法制备太阳能多晶硅的方法技术除了应用于多晶硅的提纯,多晶硅晶格缺陷的修复,亦可扩展应用于稀有贵重金属的提纯和其它金属材料的提纯。 推广应用条件:在较低温度下使多晶硅和其它材料融化。 应用前景:化学法生产太阳能级多晶硅,投资大,生产效率低,能耗高,但产出的多晶硅纯度高;物理法生产太阳能级多晶硅,既高效又环保,制备出的多晶硅完全能够满足光伏产业和电子产业预处理的需要,具有广阔的应用前景。 存在的问题及改进意见:物理法(冶金法)生产的多晶硅目前纯度最高仅达到7N,还无法满足直接应用于电子产业元器件的制造,仅能作为电子产业原材料提纯的预处理手段。欲生产电子级多晶硅,还需要物理法和化学法配合使用,扬长避短,作为集成技术,协同生产多种纯度的多晶硅。
一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前在多晶硅生产中国内多采用圆柱形的硅芯,存在的问题是大批量生产受到硅 芯炉单产的限制,无法满足年产1000吨以上多晶硅工厂生产的需要;采用大型线切割机可 以大批量的生产方硅芯,但是目前尚无专门针对方硅芯的生产装配方法及夹持装置。本发明所要解决的技术问题是提供一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,可以解决方硅芯的装配问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题。本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,也提高了生产效率为解决上述技术问题,本发明所采用的技术原理是:一种采用方硅芯生产多晶硅 的方法,包括以下步骤:将方硅芯一端倒角或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方 硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻两根方硅芯的V形槽内,得到H型导电回路。本发明提供的一种采用方硅芯生产多晶硅的方法和装置,通过将方硅芯一端倒角 或倒圆后,插入到夹持装置中的石墨卡瓣内,方硅芯另一端开V形槽,将搭接横梁放入相邻 两根方硅芯的V形槽内,得到π型导电回路。具有装配可靠、便捷的优点,克服硅芯易断性,解决还原炉装配方硅芯的问题,以及启炉和生产初期倒棒的问题,确保开炉成功率99%以 上,本发明通过采用方硅芯生产多晶硅可以降低生产成本,因方芯硅加工较方便,可大批量 生产,也提高了生产效率。 一种采用方硅芯生产多晶硅的方法,适用情况如下:将方硅芯4 一端倒 角或倒圆后,插入到夹持装置6中的石墨卡瓣3内,方硅芯4另一端开V形槽41,将搭接横 梁5放入相邻两根方硅芯4的V形槽41内,得到Π型导电回路。所述的V形槽41其夹角为90°。所述的V形槽41按 对角线方向设置。所述的搭接横梁5为较短的方硅芯。这样可以将搭接横梁5正好放入到 方硅芯4顶端的V形槽41内,通过确保方硅芯4的高度一致可以保证连接的可靠,包括力 连接的可靠和电连接的可靠,其中力连接的可靠可以降低生产过程中倒棒的问题,一根方 硅芯4可以为与其连接的另一根方硅芯4提供撑。