多晶硅是做太阳能电池的原料而已.
多晶硅的制作在如下几个步骤:
(1)石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,
其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑
2)为了满足高纯度的需要,必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中,生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCl3)。
其化学反应Si+HCl→SiHCl3+H2↑
反应温度为300度,该反应是放热的。同时形成气态混合物(Н2,НС1,SiНС13,SiC14,Si)。
(3)第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯,需要分解:过滤硅粉,冷凝SiНС13,SiC14,而气态Н2,НС1返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiНС13,SiC14,净化三氯氢硅(多级精馏)。
(4)净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺,以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成多晶硅。
其化学反应SiHCl3+H2→Si+HCl。
多晶硅的反应容器为密封的,用电加热硅池硅棒(直径5-10毫米,长度1.5-2米,数量80根),在1050-1100度在棒上生长多晶硅,直径可达到150-200毫米。这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应,并生成多晶硅。剩余部分同Н2,НС1,SiНС13,SiC14从反应容器中分离。这些混合物进行低温分离,或再利用,或返回到整个反应中。气态混合物的分离是复杂的、耗能量大的,从某种程度上决定了多晶硅的成本和该3工艺的竞争力
多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。被称为“微电子大厦的基石”。
在太阳能利用上,单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。虽然从目前来讲,要使太阳能发电具有较大的市场,被广大的消费者接受,就必须提高太阳电池的光电转换效率,降低生产成本。从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。
从工业化发展来看,重心已由单晶向多晶方向发展,主要原因为;[1]可供应太阳电池的头尾料愈来愈少;[2] 对太阳电池来讲,方形基片更合算,通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料;[3]多晶硅的生产工艺不断取得进展,全自动浇铸炉每生产周期(50小时)可生产200公斤以上的硅锭,晶粒的尺寸达到厘米级;[4]由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快,其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产,例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极,采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米,高度达到15微米以上,快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间,单片热工序时间可在一分钟之内完成,采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14%。据报道,目前在50~60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16%。利用机械刻槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17%,无机械刻槽在同样面积上效率达到16%,采用埋栅结构,机械刻槽在130平方厘米的多晶上电池效率达到15.8%。
型号材料峰值功率Pm(watt)峰值电压Vmp(V)峰值电流Imp(A)开路电压Voc(V)短路电流Isc(A)尺寸(mm)
APM36M5W25x24 单晶硅 5 17.3 0.29 21.6 0.35 249x235x30
APM36P5W35x19 多晶硅 5 17.3 0.29 21 0.34 350x187x25
APM36M10W36x30 单晶硅 10 17.2 0.58 22 0.66 359x296x30
APM36P10W33x29 多晶硅 10 17.5 0.57 21 0.66 329x290x25
APM36M15W53x30 单晶硅 15 17.4 0.86 21.5 0.98 528x296x30
APM36P15W40x35 多晶硅 15 17.5 0.85 21 0.93 400x350x25
APM36M20W34x55 单晶硅 20 17.2 1.17 21.6 1.62 341x550x30
APM36P20W61x29 多晶硅 20 17.5 1.15 21 1.35 610x291x25
APM36M25W43x55 单晶硅 25 17.3 1.45 21.6 1.72 434x550x30
APM36P25W54x42 多晶硅 25 17.5 1.7 21 2 541x422x25
APM36M30W62x55 单晶硅 30 17.2 1.75 21.6 1.95 622x550x30
APM36P30W54x51 多晶硅 30 17.5 1.7 21 2 535x510x25
APM36M35W62x55 单晶硅 35 17.3 2.02 21.5 2.3 622x550x30
APM36P35W61x54 多晶硅 35 17.5 2 21 2.3 610x541x25
APM36M40W62x55 单晶硅 40 17.5 2.3 21.6 2.5 624x552x30
APM36P40W61x54 多晶硅 40 17.5 2.25 21 2.7 610x541x25
APM36M45W81x55 单晶硅 45 17.2 2.6 21.7 2.9 811x552x30
APM36M50W81x55 单晶硅 50 17.3 2.9 21.5 3.2 811x552x30
APM36P50W77x66 多晶硅 50 17.5 2.9 21 3.2 770x660x30
APM36M55W83x55 单晶硅 55 17.4 3.16 21.7 3.5 830x552x30
APM36P55W77x66 多晶硅 55 17.5 3.1 21 3.5 770x660x35
APM36M60W119x55 单晶硅 60 17.2 3.5 21.7 4 1186x552x30
APM36P60W77x66 多晶硅 60 17.5 3.4 22 3.8 770x660x35
APM36M65W119x55 单晶硅 65 17.5 3.7 21.6 3.82 1186x552x30
APM36P65W77x66 多晶硅 65 17.5 3.7 22 4.1 770x660x35
APM36M70W119x54 单晶硅 70 17.2 4.1 21.4 4.8 1187x542x30
APM36P70W117x54 多晶硅 70 17.5 4 22 4.4 1172x541x35
APM36M75W119x54 单晶硅 75 16.8 4.46 21.7 5.1 1187x542x30
APM36P75W117x54 多晶硅 75 17.5 4.3 22 4.7 1172x541x35
APM36M80W119x54 单晶硅 80 17.2 4.65 21.6 5 1187x542x30
APM36P80W117x54 多晶硅 80 17.5 4.6 22 5.1 1172x541x35
APM36M85W120x56 单晶硅 85 17.6 4.83 22 5.3 1196x556x30
APM36P85W117x54 多晶硅 85 17.5 4.9 22 5.3 1172x541x35
APM36M90W107x81 单晶硅 90 17.6 5.1 21.7 5.5 1068x806x35
APM36M100W107x81 单晶硅 100 18 5.56 21.6 6.6 1068x806x35
APM36P100W147x68 多晶硅 100 17.5 5.7 22 6.3 1470x680x50
APM36P110W147x68 多晶硅 110 17.5 6.3 22 6.9 1470x680x50
APM36M120W158x81 单晶硅 120 17.6 6.85 22.8 7.5 1580x808x35
APM36P120W147x68 多晶硅 120 17.5 6.9 22 7.5 1470x680x50
APM72P130W158x81 多晶硅 130 35 3.7 44 4.1 1580x808x35
APM72P140W158x81 多晶硅 140 35 4 44 4.4 1580x808x35
APM72M150W158x81 单晶硅 150 34.4 4.36 43.2 4.9 1580x808x35
APM72P150W158x81 多晶硅 150 35 4.3 44 4.7 1580x808x35
APM72M155W158x81 单晶硅 155 34 4.56 43.1 5 1580x808x35
APM72M160W158x81 单晶硅 160 34.4 4.65 43.2 5 1580x808x35
APM72P160W158x81 多晶硅 160 35 4.6 44 5.1 1580x808x35
APM72M165W158x81 单晶硅 165 35.8 4.62 44.5 5.04 1580x808x35
APM72M170W158x81 单晶硅 170 35.8 4.75 44.2 5.05 1580x808x35
APM72P170W158x81 多晶硅 170 35 4.9 44 5.4 1580x808x35
APM72M175W158x81 单晶硅 175 36.6 4.8 44.9 5.15 1580x808x35
APM72M190W196x99 单晶硅 190 32.5 5.9 42 6.82 1956x992x50
APM72M210W196x99 单晶硅 210 32.6 6.5 43.1 7 1956x992x50
APM72M220W196x99 单晶硅 220 32.6 6.5 43.1 7 1956x992x50
APM72M240W196x99 单晶硅 240 32.6 6.5 43.1 7 1956x992x50