太陽電池多晶硅片課件

太陽能級多晶硅片

系列產(chǎn)品

研制報告報告人：林青云2006年10月目錄1、國內(nèi)外同行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢2、制備多晶硅片工藝流程和技術路線3、新產(chǎn)品研制過程4、關鍵技術和創(chuàng)新點5、試用結果和用戶使用報告6、存在問題及解決方案7、結論1.國內(nèi)外同行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1國內(nèi)外太陽能光伏行業(yè)的現(xiàn)狀太陽能作為新能源和可再生能源的一種，是取之不盡、用之不竭的潔凈能源。開發(fā)利用太陽能，對于節(jié)約常規(guī)能源、保護自然環(huán)境、促進經(jīng)濟發(fā)展和提高人民生活都有極為重要的意義。太陽能光伏發(fā)電由于資源無限、無污染、能把太陽光直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，系統(tǒng)無運動部件、運行可靠、壽命長、少維護，且電能有方便輸送、儲存等優(yōu)點，因此它是太陽能應用工業(yè)中最有前途的產(chǎn)品。目前光伏行業(yè)以晶體硅片電池為主導，晶體硅片電池主要有單晶硅和多晶硅兩種，多晶硅片（Polyc-Si），從1999年開始已經(jīng)超過單晶硅片（Monoc-Si）,一直保持一定的優(yōu)勢。下圖為國際主要多晶硅片產(chǎn)能分析

賽維LDK公司200兆瓦生產(chǎn)能力的形成將占國內(nèi)多晶硅片75%-80%，成為亞洲最大的多晶硅片生產(chǎn)企業(yè)，并進入世界多晶硅片生產(chǎn)企業(yè)前列。賽維LDK公司的啟航起航，將為改變我國光伏產(chǎn)業(yè)鏈頭小尾大的狀況作出積極和重要的貢獻，同時為我國綠色能源的可持續(xù)發(fā)展并在世界上取得相應地位打下堅實基礎。

最近幾年以來，硅片厚度從最初的330μm到270μm，再到目前的240μm，220μm，200μm。有關研究表明單晶硅的極限厚度可到80μm，這樣薄的硅片由于具有柔性而更不易破碎。但多晶硅由于晶界脆弱易碎，極限厚度可達到100μm。薄硅片加工是對我國太陽能電池生產(chǎn)的一種挑戰(zhàn)，我們必須盡快建立適應的薄硅片技術，同時薄硅片技術也對太陽能電池和太陽能電池組件工藝技術的重大挑戰(zhàn)。目前國際國內(nèi)上主流的硅片厚度也是240μm，也有部分已加工出220μm甚至200μm的硅片，由于國外已具備了適應薄硅片的電池制造技術，比如Q-Cell生產(chǎn)220μm的電池，Sharp可以生產(chǎn)200μm甚至180μm的電池。下表是最近幾年硅片厚度發(fā)展變化趨勢：1.2.2大硅片：由于大尺寸的硅片生產(chǎn)在生產(chǎn)過程中可以減少硅料的損耗，而設備相同產(chǎn)能更高，并且單塊硅片產(chǎn)生的電能更多，所以最近幾年硅片生產(chǎn)一直在向大硅片生產(chǎn)的方向發(fā)展。下表是最近幾年硅片尺寸發(fā)展變化趨勢：

其主要流程介紹如下：

開方：用多線破錠機（SQUARER）將硅錠（Ingot）切割成硅塊（Brick）。去頭尾：將硅塊的頭部和尾部去除。粘膠：將硅塊粘接在晶托上，為切片做準備。切片：用WIRESAW將硅塊切割成硅片（wafer）硅片分檢：包裝新產(chǎn)品研制過程：

研制過程主要集中在把國產(chǎn)設備和引進設備組合一條多晶硅片流水線。在單機調(diào)試運行的基礎上，進行全線調(diào)試，不斷進行實驗研究，把各工藝過程的相關參數(shù)調(diào)整到最優(yōu)匹配狀態(tài)，最終生產(chǎn)出滿足要求的多晶硅系列產(chǎn)品。導輪準備：根據(jù)工藝要求和硅片厚度要求準備合適的導輪；SiC準備：根據(jù)工藝需要選擇合適SiC，我們選擇的是NANKOGC1000/GC1200/GC1500；懸浮液準備：根據(jù)工藝要求選擇合適的懸浮液，我們選擇的是AOKEOX--SI303,合適的密度；硅塊準備：多晶硅，P型；電阻率為0.5Ω/cm-6Ω/cm；少子壽命≥2μs；氧含量≤1*1018cm3；碳含量≤5*1016cm3；粘膠準備：玻璃125mm×125mm×15mm，156mm×156mm×15mm膠ValtronA&B；鋼線準備：Bekaertφ160μm/φ140μm；工藝參數(shù)準備：設定線速度、工作臺速度、砂漿流量、鋼線張力等等；預清洗裝置的改進和工藝參數(shù)準備；清洗設備的工藝參數(shù)準備。關鍵技術和創(chuàng)新點技術難題：

薄片切割難度大，碎片率高；又大又薄的硅片切割難度大，斷線率和碎片率高；清洗工藝也容易造成碎片。

創(chuàng)新點1）用先進的工藝手段來保證切割質(zhì)量。我們對硅塊準備進行特殊安排，粘膠方式進行改進；選用合適型號的SiC和切割液；優(yōu)化Slurry配比；編制優(yōu)化的工藝參數(shù)和曲線（線速度、工作臺速度、砂漿流量、鋼線張力等等）。這些手段都保證了薄型大硅片的碎片率和TTV,BOW,SAWMARK等，使最終產(chǎn)品達到研制要求的指標；2）用先進的工藝手段和設備來保證清洗質(zhì)量。預清洗裝置和工藝進行改進，減少碎片率，并加入特殊的配方以達到清洗質(zhì)量；清洗裝置使用特殊配方達到清洗質(zhì)量，使用世界上先進的清洗和自動分檢設備，降低硅片的清洗碎片率。清洗質(zhì)量和碎片率達到研制要求的指標。試用結果和用戶使用報告經(jīng)檢測和用戶試用以后，硅片可以達到以下要求：多晶硅太陽能電池片平均效率≥14.5%厚度:240μm，220μm，200μm，公差+/-20μm

TTV:Max.50μm

BOW:≤30μm

無明顯表面缺陷切割碎片率，清洗碎片率，清洗質(zhì)量均可達到目前小硅片厚片的要求。

目前我公司的系列產(chǎn)品已經(jīng)銷往我們?nèi)虻目蛻羰褂茫黜椫笜司蛇_到客戶的要求。對于200μm厚的薄片，由于國內(nèi)電池廠家目前能制作200μm電池的廠家不多，我們大部分以國外客戶為主，國內(nèi)客戶比如無錫尚德購買我們的硅片做了一些批次的試驗產(chǎn)品，指標完全可以達到要求。我們國外的客戶可以大規(guī)模生產(chǎn)200μm電池，使用我們的硅片，同樣可以滿足他們的要求。6、存在問題及解決方案目前我們公司從5月1日投產(chǎn)，至今已經(jīng)生產(chǎn)4個月了，各區(qū)域都在正常運轉(zhuǎn)，硅片已經(jīng)陸續(xù)發(fā)到國內(nèi)外的客戶手中，并且與一些重要客戶達成了戰(zhàn)略合作伙伴關系，客戶對我們鑄錠質(zhì)量給予了高度的評價。賽維LDK將以此為契機，完善中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈，成為一個專業(yè)的世界級多晶硅片供應商。

但是，作為一個新產(chǎn)品，我們還要面對很多新問題，諸如：（1）碳化硅磨料精選和漿料進一步優(yōu)化配比問題（2）進一步降低切片及清洗的碎片率問題（3）多線切割機原輔材料及備品備件的國產(chǎn)化問題（4）硅片質(zhì)量在線檢測及控制問題（5）薄型硅片（≤180μm）切割技術研究（6）大尺寸硅片（≥210mm）切割技術研究（7）