光伏多晶硅单晶硅生产(光伏多晶硅龙头企业)
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光伏板是单晶好还是多晶好?
总体来说单晶好点,现在市面上太阳能电池板还是采用单晶的多上些,基本是技术成熟,市场大,维修起来要方便得多。
单晶硅太阳电池是当前开发得快的一种太阳电池,它的构成和生产工艺已定型,产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料,纯度要求99.999%。单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,高的达到24%。
这是目前种类的太阳能电池中光电转换效率高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,高可达25年。
多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约12%左右。从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。
此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。
光伏板中的单晶硅与多晶硅有什么区别?
单晶硅与多晶硅的区别在于它们的原子结构排列光伏多晶硅单晶硅生产,单晶是有序排列光伏多晶硅单晶硅生产,表面看起来是一样的光伏多晶硅单晶硅生产,颜色稍深一些;多晶是无序排列,表面看起来就像有很多大小不一、形状不同的碎玻璃在里面,闪闪发光的,颜色也有些发蓝。
从光电转化效率上说,单晶硅太阳能电池的光电转换效率较高,为15%左右,高的达到24%。多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约12%左右。
但从生产成本和价格上说,由于单晶硅是以多晶硅为原料,再次加工而成,所以制作成本很高,价格也高。相比之下,多晶硅电池就相对便宜一些。
至于使用寿命,单晶硅电池略高于多晶硅电池,但也与封闭工艺和封闭技术有关,不是绝对的。
单晶硅,多晶硅生产流程。
其实现在多晶硅生产方法有好几种的,给你附一张最主流的改良西门法生产多晶硅的流程(推荐一个论坛:海川化工论坛 ): 1 、 氢气制备与净化工序
在电解槽内经电解脱盐水制得氢气。电解制得的氢气经过冷却、分离液体后,进入除氧器,在催化剂的作用下,氢气中的微量氧气与氢气反应生成水而被除去。除氧后的氢气通过一组吸附干燥器而被干燥。净化干燥后的氢气送入氢气贮罐,然后送往氯化氢合成、三氯氢硅氢还原、四氯化硅氢化工序。
电解制得的氧气经冷却、分离液体后,送入氧气贮罐。出氧气贮罐的氧气送去装瓶。
气液分离器排放废吸附剂、氢气脱氧器有废脱氧催化剂排放、干燥器有废吸附剂排放,均供货商回收再利用。
2、氯化氢合成工序
从氢气制备与净化工序来的氢气和从合成气干法分离工序返回的循环氢气分别进入本工序氢气缓冲罐并在罐内混合。出氢气缓冲罐的氢气引入氯化氢合成炉底部的燃烧枪。从液氯汽化工序来的氯气经氯气缓冲罐,也引入氯化氢合成炉的底部的燃烧枪。氢气与氯气的混合气体在燃烧枪出口被点燃,经燃烧反应生成氯化氢气体。出合成炉的氯化氢气体流经空气冷却器、水冷却器、深冷却器、雾沫分离器后,被送往三氯氢硅合成工序。
为保证安全,本装置设置有一套主要由两台氯化氢降膜吸收器和两套盐酸循环槽、盐酸循环泵组成的氯化氢气体吸收系统,可用水吸收因装置负荷调整或紧急泄放而排出的氯化氢气体。该系统保持连续运转,可随时接收并吸收装置排出的氯化氢气体。
为保证安全,本工序设置一套主要由废气处理塔、碱液循环槽、碱液循环泵和碱液循环冷却器组成的含氯废气处理系统。必要时,氯气缓冲罐及管道内的氯气可以送入废气处理塔内,用氢氧化钠水溶液洗涤除去。该废气处理系统保持连续运转,以保证可以随时接收并处理含氯气体。
3、三氯氢硅合成工序
原料硅粉经吊运,通过硅粉下料斗而被卸入硅粉接收料斗。硅粉从接收料斗放入下方的中间料斗,经用热氯化氢气置换料斗内的气体并升压至与下方料斗压力平衡后,硅粉被放入下方的硅粉供应料斗。供应料斗内的硅粉用安装于料斗底部的星型供料机送入三氯氢硅合成炉进料管。
从氯化氢合成工序来的氯化氢气,与从循环氯化氢缓冲罐送来的循环氯化氢气混合后,引入三氯氢硅合成炉进料管,将从硅粉供应料斗供入管内的硅粉挟带并输送,从底部进入三氯氢硅合成炉。
在三氯氢硅合成炉内,硅粉与氯化氢气体形成沸腾床并发生反应,生成三氯氢硅,同时生成四氯化硅、二氯二氢硅、金属氯化物、聚氯硅烷、氢气等产物,此混合气体被称作三氯氢硅合成气。反应大量放热。合成炉外壁设置有水夹套,通过夹套内水带走热量维持炉壁的温度。
出合成炉顶部挟带有硅粉的合成气,经三级旋风除尘器组成的干法除尘系统除去部分硅粉后,送入湿法除尘系统,被四氯化硅液体洗涤,气体中的部分细小硅尘被洗下;洗涤同时,通入湿氢气与气体接触,气体所含部分金属氧化物发生水解而被除去。除去了硅粉而被净化的混合气体送往合成气干法分离工序。
4、合成气干法分离工序
从三氯氢硅氢合成工序来的合成气在此工序被分离成氯硅烷液体、氢气和氯化氢气体,分别循环回装置使用。
三氯氢硅合成气流经混合气缓冲罐,然后进入喷淋洗涤塔,被塔顶流下的低温氯硅烷液体洗涤。气体中的大部份氯硅烷被冷凝并混入洗涤液中。出塔底的氯硅烷用泵增压,大部分经冷冻降温后循环回塔顶用于气体的洗涤,多余部份的氯硅烷送入氯化氢解析塔。
出喷淋洗涤塔塔顶除去了大部分氯硅烷的气体,用混合气压缩机压缩并经冷冻降温后,送入氯化氢吸收塔,被从氯化氢解析塔底部送来的经冷冻降温的氯硅烷液体洗涤,气体中绝大部分的氯化氢被氯硅烷吸收,气体中残留的大部分氯硅烷也被洗涤冷凝下来。出塔顶的气体为含有微量氯化氢和氯硅烷的氢气,经一组变温变压吸附器进一步除去氯化氢和氯硅烷后,得到高纯度的氢气。氢气流经氢气缓冲罐,然后返回氯化氢合成工序参与合成氯化氢的反应。吸附器再生废气含有氢气、氯化氢和氯硅烷,送往废气处理工序进行处理。
出氯化氢吸收塔底溶解有氯化氢气体的氯硅烷经加热后,与从喷淋洗涤塔底来的多余的氯硅烷汇合,然后送入氯化氢解析塔中部,通过减压蒸馏操作,在塔顶得到提纯的氯化氢气体。出塔氯化氢气体流经氯化氢缓冲罐,然后送至设置于三氯氢硅合成工序的循环氯化氢缓冲罐;塔底除去了氯化氢而得到再生的氯硅烷液体,大部分经冷却、冷冻降温后,送回氯化氢吸收塔用作吸收剂,多余的氯硅烷液体(即从三氯氢硅合成气中分离出的氯硅烷),经冷却后送往氯硅烷贮存工序的原料氯硅烷贮槽。
5、氯硅烷分离提纯工序
在三氯氢硅合成工序生成,经合成气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的原料氯硅烷贮槽;在三氯氢硅还原工序生成,经还原尾气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的还原氯硅烷贮槽;在四氯化硅氢化工序生成,经氢化气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的氢化氯硅烷贮槽。原料氯硅烷液体、还原氯硅烷液体和氢化氯硅烷液体分别用泵抽出,送入氯硅烷分离提纯工序的不同精馏塔中。
6、三氯氢硅氢还原工序
经氯硅烷分离提纯工序精制的三氯氢硅,送入本工序的三氯氢硅汽化器,被热水加热汽化;从还原尾气干法分离工序返回的循环氢气流经氢气缓冲罐后,也通入汽化器内,与三氯氢硅蒸汽形成一定比例的混合气体。
从三氯氢硅汽化器来的三氯氢硅与氢气的混合气体,送入还原炉内。在还原炉内通电的炽热硅芯/硅棒的表面,三氯氢硅发生氢还原反应,生成硅沉积下来,使硅芯/硅棒的直径逐渐变大,直至达到规定的尺寸。氢还原反应同时生成二氯二氢硅、四氯化硅、氯化氢和氢气,与未反应的三氯氢硅和氢气一起送出还原炉,经还原尾气冷却器用循环冷却水冷却后,直接送往还原尾气干法分离工序。
还原炉炉筒夹套通入热水,以移除炉内炽热硅芯向炉筒内壁辐射的热量,维持炉筒内壁的温度。出炉筒夹套的高温热水送往热能回收工序,经废热锅炉生产水蒸汽而降温后,循环回本工序各还原炉夹套使用。
还原炉在装好硅芯后,开车前先用水力射流式真空泵抽真空,再用氮气置换炉内空气,再用氢气置换炉内氮气(氮气排空),然后加热运行,因此开车阶段要向环境空气中排放氮气,和少量的真空泵用水(可作为清洁下水排放);在停炉开炉阶段(约5-7天1次),先用氢气将还原炉内含有氯硅烷、氯化氢、氢气的混合气体压入还原尾气干法回收系统进行回收,然后用氮气置换后排空,取出多晶硅产品、移出废石墨电极、视情况进行炉内超纯水洗涤,因此停炉阶段将产生氮气、废石墨和清洗废水。氮气是无害气体,因此正常情况下还原炉开、停车阶段无有害气体排放。废石墨由原生产厂回收,清洗废水送项目含氯化物酸碱废水处理系统处理。
7 、还原尾气干法分离工序
从三氯氢硅氢还原工序来的还原尾气经此工序被分离成氯硅烷液体、氢气和氯化氢气体,分别循环回装置使用。
还原尾气干法分离的原理和流程与三氯氢硅合成气干法分离工序十分类似。从变温变压吸附器出口得到的高纯度的氢气,流经氢气缓冲罐后,大部分返回三氯氢硅氢还原工序参与制取多晶硅的反应,多余的氢气送往四氯化硅氢化工序参与四氯化硅的氢化反应;吸附器再生废气送往废气处理工序进行处理;从氯化氢解析塔顶部得到提纯的氯化氢气体,送往放置于三氯氢硅合成工序的循环氯化氢缓冲罐;从氯化氢解析塔底部引出的多余的氯硅烷液体(即从三氯氢硅氢还原尾气中分离出的氯硅烷),送入氯硅烷贮存工序的还原氯硅烷贮槽。
8、四氯化硅氢化工序
经氯硅烷分离提纯工序精制的四氯化硅,送入本工序的四氯化硅汽化器,被热水加热汽化。从氢气制备与净化工序送来的氢气和从还原尾气干法分离工序来的多余氢气在氢气缓冲罐混合后,也通入汽化器内,与四氯化硅蒸汽形成一定比例的混合气体。
从四氯化硅汽化器来的四氯化硅与氢气的混合气体,送入氢化炉内。在氢化炉内通电的炽热电极表面附近,发生四氯化硅的氢化反应,生成三氯氢硅,同时生成氯化氢。出氢化炉的含有三氯氢硅、氯化氢和未反应的四氯化硅、氢气的混合气体,送往氢化气干法分离工序。
氢化炉的炉筒夹套通入热水,以移除炉内炽热电极向炉筒内壁辐射的热量,维持炉筒内壁的温度。出炉筒夹套的高温热水送往热能回收工序,经废热锅炉生产水蒸汽而降温后,循环回本工序各氢化炉夹套使用。
9、氢化气干法分离工序
从四氯化硅氢化工序来的氢化气经此工序被分离成氯硅烷液体、氢气和氯化氢气体,分别循环回装置使用。
氢化气干法分离的原理和流程与三氯氢硅合成气干法分离工序十分类似。从变温变压吸附器出口得到的高纯度氢气,流经氢气缓冲罐后,返回四氯化硅氢化工序参与四氯化硅的氢化反应;吸附再生的废气送往废气处理工序进行处理;从氯化氢解析塔顶部得到提纯的氯化氢气体,送往放置于三氯氢硅合成工序的循环氯化氢缓冲罐;从氯化氢解析塔底部引出的多余的氯硅烷液体(即从氢化气中分离出的氯硅烷),送入氯硅烷贮存工序的氢化氯硅烷贮槽。
10、氯硅烷贮存工序
本工序设置以下贮槽:100m3氯硅烷贮槽、100m3工业级三氯氢硅贮槽、100m3工业级四氯化硅贮槽、100 m3氯硅烷紧急排放槽等。
从合成气干法分离工序、还原尾气干法分离工序、氢化气干法分离工序分离得到的氯硅烷液体,分别送入原料、还原、氢化氯硅烷贮槽,然后氯硅烷液体分别作为原料送至氯硅烷分离提纯工序的不同精馏塔。
在氯硅烷分离提纯工序3级精馏塔顶部得到的三氯氢硅、二氯二氢硅的混合液体,在4、5级精馏塔底得到的三氯氢硅液体,及在6、8、10级精馏塔底得到的三氯氢硅液体,送至工业级三氯氢硅贮槽,液体在槽内混合后作为工业级三氯氢硅产品外售。
11、硅芯制备工序
采用区熔炉拉制与切割并用的技术,加工制备还原炉初始生产时需安装于炉内的导电硅芯。硅芯制备过程中,需要用氢氟酸和硝酸对硅芯进行腐蚀处理,再用超纯水洗净硅芯,然后对硅芯进行干燥。酸腐蚀处理过程中会有氟化氢和氮氧化物气体逸出至空气中,故用风机通过罩于酸腐蚀处理槽上方的风罩抽吸含氟化氢和氮氧化物的空气,然后将该气体送往废气处理装置进行处理,达标排放。
12、产品整理工序
在还原炉内制得的多晶硅棒被从炉内取下,切断、破碎成块状的多晶硅。用氢氟酸和硝酸对块状多晶硅进行腐蚀处理,再用超纯水洗净多晶硅块,然后对多晶硅块进行干燥。酸腐蚀处理过程中会有氟化氢和氮氧化物气体逸出至空气中,故用风机通过罩于酸腐蚀处理槽上方的风罩抽吸含氟化氢和氮氧化物的空气,然后将该气体送往废气处理装置进行处理,达标排放。经检测达到规定的质量指标的块状多晶硅产品送去包装。
13、废气及残液处理工序
1、含氯化氢工艺废气净化
SiHCl3提纯工序排放的废气、还原炉开停车、事故排放废气、氯硅烷及氯化氢储存工序储罐安全泄放气、CDI吸附废气全部用管道送入废气淋洗塔洗涤。
废气经淋洗塔用10%NaOH连续洗涤后,出塔底洗涤液用泵送入工艺废料处理工序,尾气经15m高度排气筒排放。
2、残液处理
在精馏塔中排出的、主要含有四氯化硅和聚氯硅烷化合物的釜地残液以及装置停车放净的氯硅烷残液液体送到本工序加以处理。
需要处理的液体被送入残液收集槽。然后用氮气将液体压出,送入残液淋洗塔洗涤。采用10%NaOH碱液进行处置。废液中的氯硅烷与NaOH和水发生反应而被转化成无害的物质(处理原理同含氯化氢、氯硅烷废气处理)。
3、酸性废气
硅芯制备和产品整理工序产生的酸性废气,经集气罩抽吸至废气处理系统。酸性废气经喷淋塔用10%石灰乳洗涤除去气体中的含氟废气,同时在洗涤液中加入还原剂氨,将绝大部分NOx还原为N2和H2O。洗涤后气体经除湿后,再通过固体吸附法(以非贵重金属为催化剂)将气体中剩余NOx用SDG吸附剂吸附,然后经20m高度排气筒排放。
14、废硅粉处理
来自原料硅粉加料除尘器、三氯氢硅合成车间旋风除尘器和合成反应器排放出来的硅粉,通过废渣运料槽运送到废渣漏斗中,进入到带搅拌器的酸洗管内,在通过31%的盐酸对废硅粉(尘)脱碱,并溶解废硅中的铝、铁和钙等杂质。洗涤完成后,经压滤机过滤,废渣送干燥机干燥,干燥后的硅粉返回到三氯氢硅合成循环使用,废液汇入废气残液处理系统废水一并处理。
从酸洗罐和滤液罐排放出来的含HCl废气送往废气残液处理系统进行处理。
15 、工艺废料处理工序
1、Ⅰ类废液处理
来自氯化氢合成工序负荷调整、事故泄放废气处理废液、停炉清洗废水、废气残液处理工序洗涤塔洗涤液和废硅粉处理的含酸废液在此工序进行混合、中和、沉清后,经过压滤机过滤。滤渣(主要为SiO2)送水泥厂生产水泥。沉清液和滤液主要为为高浓度含盐废水,含NaCl 200 g/L以上,该部分水在工艺操作与处理中不引入钙镁离子和硫酸根离子,水质满足氯碱生产要求,因此含盐废水管道输送至
2、Ⅱ类废液处理
来自硅芯制备工序和产品整理工序的废氢氟酸和废硝酸及酸洗废水,用10%石灰乳液中和、沉清后,经过压滤机过滤,滤渣(主要为CaF2)送水泥厂生产水泥。沉清液和滤液主要为硝酸钙溶液,经蒸发、浓缩后,做副产品外售。蒸发冷凝液回用配置碱液。
冶金法生产多晶硅:单晶硅生产工艺流程高纯多晶硅→直拉法或悬浮区熔法→棒状单晶硅→切、磨、抛和洁净封装工艺→单晶硅片.
单晶硅的生产工艺流程
单晶硅生产工艺流程:
1、 石头加工
开始是石头光伏多晶硅单晶硅生产,(石头都含硅)光伏多晶硅单晶硅生产,把石头加热,变成液态,在加热变成气态,把气体通过一个密封光伏多晶硅单晶硅生产的大箱了,箱子里有N多光伏多晶硅单晶硅生产的子晶加热,两头用石墨夹住的,气休通过这个箱子,子晶会把气体中的一种吸符到子晶上,子晶慢慢就变粗了,因为是有体变固休,所以很慢,一个月左右,箱子里有就很多长长的原生多品硅。
2、 酸洗
当然, 还有很多的废气啊什么的,(四氯化硅)就是生产过程中产生的吧,好像现在还不能很好处理这东西,废话不多说,原生多晶有了,就开始酸洗,氢气酸啊硝酸啊,乙酸啊什么的把原生多晶外面的东西洗干净了,就过烘房烘干,无尘检查打包。
3、拉晶
送到拉晶,拉晶就是用拉晶炉把多晶硅加热融化,在用子晶向上拉引,工人先把多晶硅放进石英锅里,(厂里为了减少成本,也会用一些洗好的电池片,碎硅片一起融)关上炉子加热,石英锅的融点1700度,硅的融点才1410度左右,融化了硅以后石英锅慢慢转起来,子晶从上面下降,点到锅的中心液面点,也慢慢反方向转,锅下面同时在电加热,液面上加冷,子晶点到液面上就会出现一个光点,慢慢旋转,向上拉引,放肩,转肩,正常拉棒,收尾,一天半左右,一个单晶棒就出来了。
4、切方
单晶棒有了就切方,单晶棒一般是做6英寸的,P型,电阻率0.5-6欧姆(一英寸等于2.4厘米左右)切掉棒子四边,做成有倒角的正方形,在切片,0.22毫米一片吧。
拓展资料
硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势,近三十年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓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。
单晶硅可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造,其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域,在军事电子设备中也占有重要地位。
在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天,利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能,实现了迈向绿色能源革命的开始。北京2008年奥运会将把“绿色奥运”做为重要展示面向全世界展现,单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。现在,国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段,正在向实际应用阶段过渡,太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围,市场需求量不言而喻 。
多晶硅和单晶硅区别是什么?
多晶硅和单晶硅区别:
多晶硅可以用作拉制单晶硅光伏多晶硅单晶硅生产的原料光伏多晶硅单晶硅生产,多晶硅和单晶硅之间的差异主要表现在物理性质上。例如,就机械性能,光学性能和热性能的各向异性而言,它比单晶硅更不明显;就电性能而言,多晶硅晶体的导电性远低于单晶硅,甚至导电性也很差。
在化学活性方面,两者之间的差异非常小。多晶硅和单晶硅在外观上可以彼此区分,但真正的识别必须通过分析晶面取向,导电类型和电阻率来确定。单晶硅电池具有高电池转换效率和良好的稳定性,但成本高。 早在20年前,单晶硅电池就突破了20%以上光电转换效率的技术壁垒。
多晶硅用途:
1、多晶硅是生产单晶硅的直接原材料
这种使用用途就是用来生产单晶硅以及太阳能光伏电池。单晶硅也可用来制作太阳能产业的产品,但是出来的导电性往往没有多晶硅好。同时多晶硅生产的光伏材料,在市场上的占比也是高达百分之九十以上,主要的需求来源是来自于太阳能以及半导体电池。
2、多晶硅是单质的元素硅,是半导体行业中应用广泛的元素
由于多晶硅的化学性质十分的稳定,同时自身也没有一定的环境污染。还有半导体材料良好的特点。因此被广泛的使用在工业、农业、航天等多方面。在人工智能、自动控制等半导体的元器件中也少不了要使用到多晶硅,因此多晶硅还被称之为是“微电子大M的基石”。