金屬硅(1提純)→高純多晶硅—(2摻雜鑄造或拉晶)→多晶硅錠/錠—(3切片)→硅片—(4制絨、擴(kuò)散、印刷)→電池片—(5層壓、封裝)→電池組件—(6配套連接、安裝)→光伏發(fā)電系統(tǒng)。
其中,提純的環(huán)節(jié)是技術(shù)難度的環(huán)節(jié)。有冶金法和化學(xué)法兩種方式。
后段工序?qū)υO(shè)備要求較高
硅料包含單晶硅和多晶硅等,單晶硅有;單晶邊皮、頭尾、棒、鍋底料等,多晶硅有:原生多晶硅、多晶邊皮、多晶方錠等。
硅有晶態(tài)和無(wú)定形兩種同素異形體。晶態(tài)硅又分為單晶硅和多晶硅,它們均具有金剛石晶格,晶體硬而脆,具有金屬光澤,能導(dǎo)電,但導(dǎo)電率不及金屬,且隨溫度升高而增加,具有半導(dǎo)體性質(zhì)。
單晶硅在日常生活中是電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中不可缺少的基本材料。電視、電腦、冰箱、電話、手表、汽車,處處都離不開單晶硅材料,單晶硅作為科技應(yīng)用普及材料之一,已經(jīng)滲透到人們生活中的各個(gè)角落。
單晶硅在火星上是火星探測(cè)器中太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器的制成材料?;鹦翘綔y(cè)器在火星上的能量全部來(lái)自太陽(yáng)光,探測(cè)器白天休息---利用太陽(yáng)能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)起來(lái),晚上則進(jìn)行科學(xué)研究活動(dòng)。也就是說(shuō),只要有了單晶硅,在太陽(yáng)光照到的地方,就有了能量來(lái)源。
單晶硅在太空中是航天飛機(jī)、宇宙飛船、人造衛(wèi)星必不可少的原材料。人類在征服宇宙的征途上,所取得的每一步進(jìn)步,都有著單晶硅的身影。航天器材大部分的零部件都要以單晶硅為基礎(chǔ)。離開單晶硅,衛(wèi)星會(huì)沒(méi)有能源,沒(méi)有單晶硅,航天飛機(jī)和宇航員不會(huì)和地球取得聯(lián)系,單晶硅作為人類科技進(jìn)步的基石,為人類征服太空作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。
單晶硅在太陽(yáng)能電池中得到廣泛的應(yīng)用。高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料,在光伏技術(shù)和微小型半導(dǎo)體逆變器技術(shù)飛速發(fā)展的今天,利用硅單晶所生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池可以直接把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為光能,實(shí)現(xiàn)了邁向綠色能源革命的開始。單晶硅太陽(yáng)能電池的特點(diǎn):1.光電轉(zhuǎn)換效率高,可靠性高; 2.先進(jìn)的擴(kuò)散技術(shù),保證片內(nèi)各處轉(zhuǎn)換效率的均勻性; 3.運(yùn)用先進(jìn)的PECVD成膜技術(shù),在電池表面鍍上深藍(lán)色的氮化硅減反射膜,顏色均勻美觀; 4.應(yīng)用高品質(zhì)的金屬漿料制作背場(chǎng)和電極,確保良好的導(dǎo)電性。
單晶硅廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和良好的發(fā)展前景北京2008年奧運(yùn)會(huì)將把“綠色奧運(yùn)”做為重要展示面向全世界展現(xiàn),單晶硅的利用在其中將是非常重要的一環(huán)?,F(xiàn)在,國(guó)外的太陽(yáng)能光伏電站已經(jīng)到了理論成熟階段,正在向?qū)嶋H應(yīng)用階段過(guò)渡,太陽(yáng)能硅單晶的利用將是普及到全世界范圍,市場(chǎng)需求量不言而喻。
具體流程介紹如下:切片:將單晶硅棒切成具有幾何尺寸的薄硅片。此過(guò)程中產(chǎn)生的硅粉采用水淋,產(chǎn)生廢水和硅渣都可以利用。退火:雙工位熱氧化爐經(jīng)氮?dú)獯祾吆?,用紅外加熱至300~500℃,硅片表面和氧氣發(fā)生反應(yīng)的材料,使硅片技術(shù)表面形成二氧化硅再次生產(chǎn)。倒角:將退火的硅片進(jìn)行修整成圓弧形,防止硅片邊緣破裂及晶格缺陷產(chǎn)生,增加磊晶層及光阻層的平坦度。此過(guò)程中產(chǎn)生的硅片廢水和硅渣。硅片再利用一直秉承“變廢為寶、凈化環(huán)境”的理念,融合專業(yè)的服務(wù)體系和先進(jìn)的再加工技術(shù),為國(guó)家的環(huán)保事業(yè),做出著應(yīng)有的貢獻(xiàn)。