低成本太陽(yáng)能多晶硅制備技術(shù)

成果簡(jiǎn)介： 低成本太陽(yáng)能多晶硅制備技術(shù)是利用冶金的方法，根據雜質(zhì)在硅中的物理化學(xué)性質(zhì)差異性而將雜質(zhì)一一去除，即利用造渣去除硼、酸洗初步去除金屬雜質(zhì)、定向凝固深度去除鐵等金屬雜質(zhì)、真空熔煉除氧和磷等雜質(zhì)，以及電子束熔煉精煉等組合的方式，分階段、分種類(lèi)的將雜質(zhì)予以去除，使得硅純度提高到太陽(yáng)能級別(6N)。該技術(shù)相對于傳統的改良西門(mén)子法，具有技術(shù)投資小、能耗低以及環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。 應用案例： 廈門(mén)大學(xué)冶金法制備太陽(yáng)能多晶硅技術(shù)已與國內多家企業(yè)合作，實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化和應用推廣。廈門(mén)大學(xué)與中鋁寧夏能源集團有限公司合作，對冶金法關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行大規模應用推廣并開(kāi)展爐外精煉除硼研究，將造渣精煉技術(shù)與真空精煉、定向凝固精煉等冶金法技術(shù)進(jìn)行結合，成功制備出硼含量低于0.15 ppmw的高純多晶硅。 同時(shí)，廈門(mén)大學(xué)將冶金法制備太陽(yáng)能多晶硅技術(shù)應用到寧夏東夢(mèng)能源股份有限公司的礦熱爐精煉制備低硼硅的生產(chǎn)工藝路線(xiàn)中。通過(guò)礦熱爐精煉制備低硼工業(yè)硅工藝適應性的裝備改造和熱爐精煉制備低硼工業(yè)硅熔煉渣劑的選擇及渣硅分離的工藝優(yōu)化及調控，成功制備出硼含量低于0.1ppmw的低硼硅。 冶金法制備太陽(yáng)能多晶硅技術(shù)還應用到陜西商南中劍實(shí)業(yè)有限責任公司的工業(yè)硅生產(chǎn)過(guò)程，利用浮渣渣劑在礦熱爐中的還原氣氛條件下進(jìn)行精煉獲得高純工業(yè)硅產(chǎn)品。本項目已在公司開(kāi)展生產(chǎn)試驗100余次，經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)的驗證發(fā)現，該方法有效縮短工藝流程，降低能耗和成本。 研發(fā)背景 冶金法制備太陽(yáng)能多晶硅技術(shù)是降低光伏能源成本的有效途徑和關(guān)鍵技術(shù)之一。當前，國際上生產(chǎn)太陽(yáng)能級硅的主流方法是改良西門(mén)子法。該方法的工藝復雜精細、前期投資成本高、安全性要求極高，其核心技術(shù)長(cháng)期被歐美等國壟斷。由于我國未掌握改良西門(mén)子法的關(guān)鍵技術(shù)，也沒(méi)有自主知識產(chǎn)權，導致了我國太陽(yáng)能級硅的生產(chǎn)能耗大、成本高且污染嚴重，缺乏市場(chǎng)競爭力。我國太陽(yáng)能級硅市場(chǎng)需求增長(cháng)迅速，卻仍有超過(guò)三分之一的多晶硅不得不依賴(lài)進(jìn)口。相對落后的太陽(yáng)能級硅的制備技術(shù)已成為我國光伏能源發(fā)展的瓶頸。為了實(shí)現我國光伏產(chǎn)業(yè)的可持續發(fā)展，研發(fā)低成本、高效率、節能環(huán)保的太陽(yáng)能級多晶硅生產(chǎn)技術(shù)是必然選擇。新興的冶金法具有投資小、成本低、能耗低、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，適合我國光伏產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的要求。經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，