一种热量补偿结构在多晶硅定向凝固设备中的应用研究

定向凝固(DS)是冶金法提纯太阳能级多晶硅的重要工艺环节.以保证垂直的晶体生长方向,维持良好的固液相界面形态为目的,设计了一种带有热量补偿结构的多晶硅定向凝固设备,用以替代常规设备的侧壁加热装置,在满足工艺要求的同时达到节能减排、降低成本的目标.进行理论分析和数值模拟来阐述原理与设计结构,对优化凝固工艺、设备结构、控制方法提供了理论依据与技术支持.     

等离子体还原SiCl4一步法制备多晶硅实验研究

区别于改良西门子法、硅烷法、碳热还原法、区域熔炼法等多晶硅生产工艺,利用等离子体技术,建立了以硅的氯化物为原料,一步法制备多晶硅的实验装置和工艺流程,并在此基础上进行了粒状多晶硅制备的实验.实验表明,SiCl4单程转化率超过70;,多晶硅选择性60;.利用XRD、SEM、AS等分析手段,对所得产物进行了表征.与纯度为7个9的多晶硅标样的比较表明,实验产物达到了太阳能级.此方法为多晶硅生产极大地放宽了原料选择条件,为低成本生产太阳能级多晶硅提供了一种新的途径.     

福建省光电子晶体材料与器件行业技术开发基地公共服务平台建设项目通过验收

7月9日,福建省企业技术创新公共服务平台建设专项"福建省光电子晶体材料与器件行业技术开发基地公共服务平台建设"通过验收。该专项瞄准光电子晶体材料与器件研究开发与应用,突破若干重要光电子晶体材料与器件共性关键技术,着力建设福建省光电子晶体材料与器件技术转移和成果转化的创新平台、公共测试服务平台和工程化人才培养培训基地,取得了系列成果。研发了自动法晶体生长系统,解决了熔盐法晶体规模生产工艺的可重复     

Cu对Al-50%Si合金法提纯太阳能级多晶硅过程中初晶硅Al含量影响研究

Al-Si合金法提纯具有生产成本低、除杂效率高、副产物单一等特点,是一种极具潜力的太阳能级多晶硅原料的制备方法。在该工艺路线中,Al作为溶剂不可避免地会对Si产生污染,如何降低初晶硅中Al的含量是亟需解决的问题之一。本文通过向Al-50%Si合金中加入Cu,分析Cu对合金溶液热力学性能的影响,结合Cu的存在方式,探讨Cu对Al污染的抑制作用。结果表明：在Al-50%Si合金中添加10%(质量分数)Cu后,合金中Al的活度系数降低至0.714 8;初晶硅中Al的含量从250.960 mg/kg降低到181.637 mg/kg,比未添加Cu时减少了27.62%,同时,Cu在初晶硅中的残留仅为12.6 mg/kg,低于Cu在Si中的固溶度。可见,在Al-Si合金中引入Cu并未对初晶硅造成二次污染。因此,采用Al-Si-Cu三元合金体系进行提纯制备太阳能级多晶硅能够有效抑制Al对初晶硅的污染。     

冷却速率对Al-30wt％Si合金初晶硅形貌和杂质的影响研究

合金法提纯是制备太阳能级多晶硅的工艺之一,在Al-Si合金提纯多晶硅工艺中,冷却速率对初晶硅的形貌和纯度都有重要的影响.本文对成分为Al-30wt;Si合金采用不同冷却速率进行处理,分析初晶硅的形貌以及杂质含量的变化.结果表明,随冷却速率的降低,初晶硅的长度和宽度逐渐增加,初晶硅收率逐渐增加,并且在较低冷却速率下,初晶硅晶粒的<111>择优生长更加明显.同时,冷却速率对初晶硅中的杂质含量产生了显著影响,在较低冷却速率下,杂质的去除率较高,并且有利于Ti和B杂质的去除.为了获得较高的收率和较好的杂质去除率,Al-30wt;Si合金杂凝固过程中的冷却速率应低于3℃/min.     

石墨坩埚厚度对感应加热制备太阳能级多晶硅影响的数值模拟研究

定向凝固法制备的多晶硅是目前主要的光伏原材料,制备过程中热场结构和硅熔体对流形态对于生长高质量的多晶硅极为重要,本文利用专业晶体生长软件CGSim对制备太阳能级多晶硅用真空感应铸锭炉中的石墨坩埚进行改进并进行了数值模拟,分析了不同石墨坩埚厚度的变化对热场、流场、固液界面、硅晶体应力场以及和V/G值的影响.结果表明,当石墨坩埚厚度为20 mm,可获得良好的对流形态、平坦的固液界面、合理的V/G值等,有利于节约多晶硅的生产成本并提高多晶硅的品质,为生产实践中工艺方案优化及缺陷分析等提供重要的理论依据.     

降温速率对升级冶金硅定向凝固生长多晶硅少子寿命的影响

对经过前期提纯的冶金级硅料进行一次性定向凝固生长多晶硅铸锭,研究了长晶阶段降温速率对多晶硅少子寿命的影响。结果显示降温速率越低,获得多晶硅少子寿命越高,但降温速率低到一定程度时,少子寿命反而会降低。通过测试生长多晶硅硅锭曲率半径、晶体结构等数据,分析了该现象的产生原因。这将有助于升级冶金硅一次性定向凝固生长多晶硅铸锭的生产应用。     

保温层结构对感应加热制备太阳能级多晶硅影响的数值模拟研究

定向凝固技术是制备太阳能级多晶硅的主要制备技术.在该技术路线之中,优化多晶铸锭炉的热场结构和控制硅熔体的对流形态是获得高品质多晶硅的有效途径之一.本文设计了三种热场保温层,通过分析不同保温层下坩埚内硅熔体的热场、流场、固液界面、氧含量等的变化,确定了优化的保温层结构.研究发现,在传统固化碳毡保温层中引入石墨层可以使多晶炉内形成两个“热源”,提高多晶炉的热效率,使其能耗降低了38.5;;在洛伦兹力的作用下硅熔体中仅存在一个上下贯通的涡流,有利于硅中杂质原子的挥发.同时,添加石墨保温层后固液界面的形状由“W”状转变为凹状,其上的氧含量有所降低,并且V/Gn值在整个固液界面范围内均大于临界值,可以有效抑制氧沉淀.可见,在感应加热多晶硅生长系统中,采用固化碳毡+石墨保温层时,有利于降低多晶硅的生产成本并提高多晶硅的品质.     

晶澳多晶硅电池平均转换效率超19%

<正>近日,晶澳太阳能公司研发的多晶硅太阳能电池平均转换效率达到19.15%,最高转换效率达到19.4%。晶澳公司一直致力于为全球客户提供高品质、高可靠性光伏产品,此项新技术的研发成功,使该公司太阳能多晶硅电池的平均转换效率达到了19.15%,居世界最高水平。这是自2013年8月晶澳多晶硅电池平均转换效率达到18.3%以来,公司研发部利用其最先进的太阳能电池制造技术取得的又一突破。与现在的多晶硅太阳能电池平均转换效率相比,晶澳研发的技术在转换效率绝对值上提高了1.55个百分点。太阳能     

多晶硅制绒工艺研究

本文讨论了多晶硅制绒工艺技术,对比多晶硅在碱混合液和酸混合液中制绒,酸溶液制绒能更好的改善多晶硅表面减反射作用。采用显微镜及模拟日光器对电池性能检测分析,结果表明,不同绒面的多晶硅电池电学性能参数存在差异,并对多晶硅的最佳刻蚀深度进行了总结。     

半固态处理对Al-50wt;Si合金初晶硅形貌的影响研究

提高初晶硅的收率是Al-Si合金法制备太阳能级多晶硅的研究热点之一.本文对成分为Al-50wt; Si合金在580℃进行半固态热处理,分析初晶硅的形貌以及Al元素含量的变化.结果表明:随半固态处理时间的增加,初晶硅的尺寸逐渐增大,其原因是在熟化机制的作用下,尺寸为0.15～0.7 mm的初晶硅的含量显著增加,这一结果导致初晶硅的收率高于理论收率.同时,经过半固态热处理,片状初晶硅之间的富Al层容易酸洗去除,降低了初晶硅中的Al含量.     

ZnO多晶原料的提纯研究

采用石墨辅助化学气相运输法,对ZnO多晶原料进行提纯研究.通过反应机理分析和热失重(TG)实验,发现ZnO-C体系初始反应温度约为1000℃,在1200℃反应速率急剧增加,由此设计出提纯温场.在真空封结的石英安瓿中,通过反应、输运和重结晶过程,得到致密ZnO晶锭,呈淡黄色;X射线衍射谱与标准谱符合较好,无杂峰;等离子体质谱仪(ICP-MS)测试显示,晶锭中的杂质离子(尤其Ag、Cu、Pb等对器件影响较大的深能级、多能级重金属离子)明显减少.采用化学气相法提纯后的多晶体,可成为制备各种ZnO光电器件的高纯原料.     

改良西门子法多晶硅产品质量分析

以工业硅为原料采用改良西门子法生产出质量优良的多晶硅,分别采用ICP-MS、低温傅立叶变换红外光谱、硅多晶气氛区熔基P检验法和真空区熔基B检验法等,对三氯氢硅中的杂质和多晶硅产物中的P、B、C、O含量及其P、B电阻率进行了检测,报道了改良西门子法获得的优质多晶硅产品质量检测数据;对影响多晶硅产物质量的各种因素,包括原料混合气进料量变化,还原炉内生长温度,生长过程中AEG电气的电压、电流变化,以及中间产品精制三氯氢硅、氢气的质量等进行了分析讨论.研究结果对于稳定生长高质量多晶硅具有重要参考价值.     

形形色色的太阳电池（1）

最早问世的太阳电池是单晶硅太阳电池。硅是地球上极丰富的一种元素，几乎遍地都有硅的存在，可说是取之不尽。用硅来制造太阳电池，原料可谓不缺。但是提炼它却不容易，所以人们在生产单晶硅太阳电池的同时，又研究了多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池，至今商业规模生产的太阳电池，还没有跳出硅的系列。其实可供制造太阳电池的半导体材料很多，随着材料工业的发展，太阳电池的品种将越来越多。目前已进行研究和试制的太阳电池，除硅系列外，还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳电池。     

半绝缘磷化铟中与非化学配比有关的深能级缺陷

在不同的化学配比条件下制备了半绝缘磷化铟材料,其中包括配比和富铟熔体中的铁掺杂以及磷气氛和磷化铁气氛下高温退火非掺杂晶片.在这些半绝缘磷化铟材料中检测到了与非化学配比有关的深能级缺陷.通过对大量的原生掺铁和非掺退火半绝缘磷化铟材料中的缺陷的研究,发现原生深能级缺陷与材料的电学参数质量密切相关.迁移率低、热稳定性差的掺铁半绝缘磷化铟材料中有大量的能级位于0.1～0.4eV之间的缺陷.高温退火非掺磷化铟抑制了这些缺陷的产生,获得了迁移率高、均匀性好的高质量半绝缘材料.根据这些结果,我们提出了一种通过控制化学配比制备高质量半绝缘磷化铟材料的方法.     

陶瓷衬底上多晶硅薄膜太阳电池研究进展

多晶硅薄膜太阳电池在提高电池效率和大幅度降低成本等方面具有极大潜力.陶瓷材料是高温路线制备多晶硅薄膜电池最常用的衬底材料之一.本文介绍了陶瓷衬底上多晶硅薄膜的制备方法及其电池结构和相关工艺,最后综述了当前该领域的最新研究进展.     

形形色色的太阳电池（2）——单晶硅太阳电池

单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池，它的构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料，纯度要求99．999％。为了降低生产成本，现在地面应用的太阳电池采用太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。     

安徽科瑞思创晶体材料有限责任公司

正安徽科瑞思创晶体材料有限责任公司(以下简称科瑞思创)坐落于有着"大湖名城、创新高地"美誉的安徽省合肥市,是一家专业从事晶体材料研发、加工制造及光学器件生产的高新技术企业。公司拥有自己的晶体研发中心,致力于研发不同的晶体材料,并转化和应用到新行业和新产品上。目前,研发产品已经广泛应用于通信、航空航天、汽车、医疗、美容等领域。科瑞思创的产品线涵盖了晶体材料和光学器件两大类。晶体材料涉及磁光晶体、激光晶体、压电晶体、闪烁晶体,以及单晶     

添加多晶硅废料制备SiC/Si3N4复相结合SiC耐火材料

以碳化硅、多晶硅废料、金属硅粉为原料,纸浆废液为结合剂,采用反应烧结工艺制备SiC/Si3N4复相结合SiC耐火材料.运用热力学分析了利用多晶硅废料代替部分工业金属硅粉和碳化硅细粉制备SiC/Si3N4复相结合SiC耐火材料的理论可行性.系统地分析了单质硅氮化机理,提出Si首先与N2中的微量氧反应形成气态SiO,至体系氧分压降至P(02)/pθ＜1 × 10-18.9,Si直接氮化.研究了多晶硅废料对材料物相组成和微观结构的影响.结果表明:利用多晶硅废料制备的SiC/Si3 N4复相结合SiC耐火材料性能优异;多晶硅废料的添加使反应生成的结合相由原先单一的Si3 N4变为Si3 N4和β-Sic,两结合相发挥各自的性能优势;多晶硅废料中的硅粉粒径小,活性大,与工业金属硅粉共存时能发生逐级氮化作用,增加了纤维状Si3N4含量,优化了材料结构.     

艾奇逊炉提纯碳纳米管的组织结构性能表征

碳纳米管作为锂离子电池正极导电剂已经在中国得到了普遍应用,作为电池导电剂的碳纳米管需要提纯处理.本文研究了利用艾奇逊炉对化学气相沉积的碳纳米管在3 000℃进行提纯处理后的组织结构和电学性能,利用扫描电子显微镜(SEM),电子能谱仪(EDS),等离子体发射光谱仪(ICP),红外光谱仪(FT-IR),热重分析仪(TGA),X射线光电子谱仪(XPS),拉曼光谱分析仪,四探针薄膜电阻仪对艾奇逊炉提纯的碳纳米管进行了检测.结果 表明高温提纯的碳纳米管的含铁量可降低到71 ppm,氧化物含量低于0.45wt;,晶格缺陷大幅减少,石墨组织结构完整,表面官能团少,具有体积电阻率0.050 ～0.035 Ω·cm,作为电池电极的导电材料,可以用于动力电池正极.