太阳能级多晶硅定向凝固技术的研究进展

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1、Vol.29No.5May2008铸造技术FOUNDRYTECHNOLOGY·673··今日铸造　Today’sFoundry·太阳能级多晶硅定向凝固技术的研究进展武冠男,张　军,刘　林,傅恒志(西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072)摘要:随着太阳能光伏产业在全球范围内的迅猛发展,作为太阳能电池最基础的原材料———高纯多晶硅,在全球范围内严重短缺,迫切需要发展一种高效率低成本的太阳能级多晶硅的制备方法。在各种生产多晶硅的方法中,定向凝固多晶硅因其成本低、环境污染小,工艺相对简单、成熟,且能直接使用冶金级硅为原料的特点,被寄予很大的希望来实现大规模太阳能级硅的生产。

2、本文综合评述近年来太阳能级多晶硅定向凝固技术的研究进展,着重阐述冶金级硅中磷和硼的提纯,以及多晶硅定向凝固组织和缺陷的控制,并提出今后的研究发展方向。关键词:太阳能级多晶硅;定向凝固;提纯中图分类号:TG244+.3　　文献标识码:A　　文章编号:100028365(2008)0520673205ResearchProgressofDirectionalSolidificationTechnologyforSolarGradeMulticrystallineSiliconWUGuan2nan,ZHANGJun,LIULin,FUHeng2zhi(StateKeyLaboratoryo

3、fSolidificationProcessing,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China) Abstract:Withtherapiddevelopmentofphotovoltaicindustryintheworld,high2puritymulticrystallinesiliconwhichisthebasicmaterialforsolarcellisinsevereshortage.Subsequently,itisimperioustodevelopanewpreparationmethodforso

4、largradesiliconwithhighefficiencyandlowcost.Amongthevariousapproachesofproducingmulticrystallinesilicon,directional solidificationtechnologyisregardedasaprospectivewaytorealizethelarge2scaleproductionfor solar2gradesiliconduetolowcost,lessenvironmentpollution,comparativelymatureandsimpletechnol

5、ogy,andusingmetallurgicalgradesiliconasrawmaterial.Inthispaper,theworldwideresearchprogressofdirectionalsolidificationtechnologyforsolargrademulticrystallinesiliconisreviewed.Thepurificationtechniqueforphosphorusandboroninmetallurgicalgradesiliconisintroducedindetails.Moreover,thedirectionallys

6、olidifiedmicrostructureanddefectcontrolarealsopresented.Finallythefuturedevelopmentdirectionsofdirectionalsolidificationtechnologyforsolargrademulticrystallinesiliconareproposed.Keywords:Solargrademulticrystallinesilicon;Directionalsolidification;Purification　　目前,超过95%的商用太阳能电池是由硅制造在过去5年里,全球光电行业

7、以每年超过30%的的。硅的优点是工艺成熟,在地壳中含量丰富,且环境速率增长。随着太阳能光伏产业在全球范围内的迅猛友好。太阳能电池的进一步发展是降低成本。由于硅发展,作为太阳能电池最基础的原材料的高纯多晶硅片的制作成本占到太阳能电池成本的40%～60%,所 在全球范围内严重短缺,供需缺口高达50%以上,近以低成本太阳能级硅的制备技术的研究发展非常重 年来的价格更是成倍上涨。西门子法是目前生产多晶要。多晶硅具有很大的低成本潜力,因而其市场份额 硅的的主要技术。