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1、马鞍山明鑫光能科技有限公司无黑芯缺陷大直径太阳能级单晶硅棒2013年9月321项目概述项目技术情况产品市场情况45经济效益分析社会效益分析目录介绍项目概述——项目背景近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓等方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一，而其中的太阳能光伏发电是世界上节约能源、倡导绿色电力的一种重要的高新技术产业。传统的石化能源与经济、环境的矛盾日益突出，纵观现有的可再生能源中，太阳能的利用前景最好、潜力最大。其中的太阳能光伏发电是世界上节约能源、倡导绿色电力的一种重要高新技术产业。光伏产业的发展离不开硅，自太阳能电池问世以来

2、，硅以其高储量、较为成熟的工艺、洁净无污染、高转换效率、高性能稳定性等优势成为太阳能电池研究开发的主体材料。近几年，各种晶体材料，特别是以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展，使得单晶硅作为一种极具潜能、亟待开发利用的高科技资源，正引起越来越多的关注和重视。项目概述——项目背景项目概述——项目研究目的本项目研发的无黑芯缺陷大直径太阳能级单晶硅棒根据国际、国内市场的需求，为提高太阳能光伏电池的光电转换效率及单晶硅产品的投入产出率而研制、开发的一种优质低耗的大直径太阳能级单晶硅产品。项目概述——项目研究意义提高我国单晶硅制造工艺水平Creativity促进地方

3、经济和产业发展符合国家战略新兴产业政策项目概述——主要研究内容新型复合式热屏设计，降低硅晶体内的氧含量，提高硅棒的生长拉速。低压、低埚位长晶工艺设计，有效降低晶体氧含量。二次放肩工艺设计，优化晶体生长。高拉速、高晶转、低埚转工艺设计，优化晶体生长。高纯石英涂层坩埚设计，降低晶体中的氧含量并提高坩埚的使用寿命。新型双向导流系统设计，优化气流场，降低晶体内的氧含量。2010年12月项目概述——项目研究过程2011年4月2012年3月2012年5月2012年6月组建研发项目组，进行项目设计、研究及开发。工艺流程设计，新技术探索，制定各项技术性能指标。确定生长工艺方法，攻克技术难题

4、，完成产品研制。整理项目研究成果，总结并完善，试生产。完成样品生产，提供给客户试用，收集反馈结果。项目概述——主要研发人员马四海刘长清张笑天马青徐大国马先松丁磊项目概述——完成的工作与成果研制出了无黑芯缺陷、电池片光衰减率<1%、硅片有效利用率达到99.8%的大直径太阳能级单晶硅棒。通过了ISO9001：2008质量管理体系认证，认证编号11712QU0075-03ROM。项目产品通过国家有色金属及电子材料分析测试中心的检测，各项指标均符合国家标准及产品设计要求，并出具了规范的分析测试报告。项目已取得5项实用新型专利授权，还有申报的2项发明专利已进入实质审查阶段。项目经国家

5、一级查新机构—安徽省科学技术情报研究所的国内查新，并出具了查新报告，查新结论表明国内未见相同技术特点的文献报道，项目技术具有明显的创新性。项目技术情况——国内外相关技术发展现状目前，鉴于铸造多晶硅产量大以及单晶硅电池转换率高的各自优点，我国多采用铸造单晶硅技术，这种方法是采用与多晶铸锭炉类似的设备进行单晶硅的生长。单晶硅由于本身内部完整的晶体结构，其电池效率明显高于多晶硅电池。然而，单晶硅片作为晶体硅太阳能电池的基础材料，其质量对电池性能具有很重要的影响。因此，只有通过单晶硅材料供应商的不断努力，才能持续改善和提高硅片质量。项目技术情况——基本原理降低硅单晶中的氧含量是提高

6、太阳能光伏电池光电转换效率的关键。控制晶体内的氧含量以及得到低氧单晶是控制CZ法硅单晶品质的主要手段。要控制晶体内的氧含量，就必须要知道氧的来源。CZ法硅单晶内氧的来源主要是石英坩埚，从石英坩埚进入硅溶液内的氧大部分（99%以上）从硅液表面蒸发至固液表面外，只有极小部分融入固液界面中进入到晶体内。所以要降低晶体内氧含量的最有效手段就是抑制热系统内氧的蒸发和输送，加快气流排出更多的氧。项目技术情况——技术创新点加速晶体生长固液界面由凸变凹的速度，有效降低单晶棒头部SIO4的形成及电阻率，提高单晶品质、优化晶体生长。提高晶体的温度梯度，有效地提高晶体的生长速度。有效降低晶体内部

7、的碳含量及其原子析出缺陷，提高晶体品质，解决单晶硅的黑芯片问题。采用CZ直拉法太阳能单晶生长工艺设计新型的双向导流系统优化气流场采用新型的复合式热屏进行热场设计321项目技术情况——工艺技术路线工艺技术路线图项目技术情况——工艺技术路线采用二次放肩工艺，优化晶体生长。采用新型双向导流系统，优化气流场。采用高纯石英涂层坩埚。实行低压、低埚位长晶工艺，有效降低晶体氧含量。采用高拉速、高晶转、低埚转工艺，优化晶体生长。采用新型复合式热屏，降低硅晶体内的氧、提高拉速。项目技术情况——技术实施方案生产能力研发能力关键技术公司