GBT-太陽能級多晶硅編制說明

國家標(biāo)準(zhǔn)《太陽能級多晶硅》編制說明（討論稿）工作簡況項目目的與意義伴隨“硅器時代”的到來，硅在清潔能源生產(chǎn)、光通訊建設(shè)、集成電路領(lǐng)域均發(fā)揮著基礎(chǔ)主導(dǎo)性作用。太陽能級多晶硅作為聯(lián)通光伏產(chǎn)業(yè)鏈的中間樞紐，在多晶需求的占比達(dá)到90%以上，伴隨高效化、大硅片化及薄片化的發(fā)展趨勢，市場對高效高品質(zhì)電池市場的需求急劇增加，從而對多晶硅原料品質(zhì)要求也越來越嚴(yán)格。2015年~2016年經(jīng)行業(yè)專家反復(fù)推敲、行業(yè)共同驗證的GB/T25074-2017的部分指標(biāo)，已在市場浪潮的推動下略顯不宜；尤其是近五年與之配套的電阻率、少子壽命、氧碳、施受主雜質(zhì)等關(guān)鍵參數(shù)測試方法標(biāo)準(zhǔn)的修訂，低溫紅外檢測設(shè)備的普及，與之匹配的技術(shù)參數(shù)也需更新。國內(nèi)多晶硅的質(zhì)量已完全能滿足國內(nèi)多晶硅片生產(chǎn)需求，正批量供應(yīng)單晶硅生產(chǎn)的應(yīng)用。據(jù)《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》統(tǒng)計，單晶用料占比達(dá)80%以上，其中N型用料對碳、氧雜質(zhì)含量有著更高的要求。2023年7月1日GB/T12963《電子級多晶硅》已開始實施，GB/T35307《流化床法顆粒硅》也于2023年8月6日發(fā)布，也即將開始實施，作為介于兩種產(chǎn)品品質(zhì)之間的《太陽能級多晶硅》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)需要同步協(xié)同調(diào)整，更科學(xué)的指引行業(yè)應(yīng)用。因此作為太陽能多晶硅行業(yè)的指導(dǎo)性產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，亟須與時俱進，科學(xué)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。任務(wù)來源根據(jù)正在公示的計劃（2023000379）的要求，國家標(biāo)準(zhǔn)《太陽能級多晶硅》修訂項目由全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口，標(biāo)準(zhǔn)起草單位由洛陽中硅高科技有限公司牽頭，技術(shù)歸口單位為全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會材料分技術(shù)委員會。主要參加單位和工作成員及其所作的工作主要參加單位情況 標(biāo)準(zhǔn)主編單位洛陽中硅高科技有限公司是世界500強中國五礦、中國中冶下屬的國有高新技術(shù)企業(yè)，成立于2003年3月，注冊資本金10.57億元。中硅高科擁有一個生產(chǎn)基地和一個產(chǎn)業(yè)孵化基地，擁有一個硅基材料國家工程研究中心、兩個省級研發(fā)平臺和一個博士后科研工作站，是河南省創(chuàng)新型示范企業(yè)、我國電子信息行業(yè)優(yōu)秀創(chuàng)新企業(yè)和高新技術(shù)企業(yè)，獲得國家科技進步二等獎、中國發(fā)明專利金獎、國家工業(yè)大獎提名獎等30多項榮譽獎勵中硅高科成立以來始終堅持把科技創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，先后承擔(dān)國家863計劃、科技支撐計劃、國家工業(yè)強基工程等重點項目22項，多項成果填補國內(nèi)空白，擁有專利218項，牽頭制定國際、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)50余項，率先利用自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)打破多晶硅國際壟斷，帶動了洛陽市乃至河南省光伏新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進了我國多晶硅產(chǎn)業(yè)從無到有并統(tǒng)領(lǐng)全球市場。目前電子級多晶硅、光纖級四氯化硅、電子級三氯氫硅、電子級二氯二氫硅、電子級六氯乙硅烷等集成電路用硅基電子特氣已具生產(chǎn)規(guī)模。主要工作成員所負(fù)責(zé)的工作情況本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及工作職責(zé)見表1。表1主要起草人及工作職責(zé)起草人工作職責(zé)負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)前期調(diào)研，技術(shù)指標(biāo)收集負(fù)責(zé)草案的編制主要工作過程根據(jù)正在公示的計劃（2023000379）的要求，國家標(biāo)準(zhǔn)《太陽能級多晶硅》的編制工作由洛陽中硅高科技有限公司牽頭負(fù)責(zé)，組建了由洛陽中硅高科技有限公司、新特能源股份有限公司、亞洲硅業(yè)(青海)股份有限公司、新疆大全新能源股份有限等公司專家成立標(biāo)準(zhǔn)編制組。編制組詳細(xì)討論并廣泛調(diào)研收集整理了國內(nèi)外與本標(biāo)準(zhǔn)項目相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、論文、專著等文獻(xiàn)資料，為標(biāo)準(zhǔn)修訂提供技術(shù)參考和支撐。同時標(biāo)準(zhǔn)編制組也充分調(diào)研了多晶硅生產(chǎn)企業(yè)公司和下游客戶單位的對太陽能級多晶硅產(chǎn)品的技術(shù)要求，并組織相關(guān)人員整理，對擬制定標(biāo)準(zhǔn)所涉及的內(nèi)容、范圍、適用性、和科學(xué)性等內(nèi)容進行了認(rèn)真研討、論證和改進，在調(diào)研的基礎(chǔ)上，初步確立了標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容。最終形成了《太陽能級多晶硅》的討論稿，并在編制組成員單位內(nèi)進行了充分的討論。標(biāo)準(zhǔn)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)的編制原則如下：細(xì)化修改太陽能級多晶硅的質(zhì)量要求，使之滿足和保證行業(yè)應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展需要。根據(jù)行業(yè)水平和用戶需求，一方面對現(xiàn)有《太陽能級多晶硅》國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)進行修訂，另一方面刪減部分技術(shù)指標(biāo)?！獙⒀鹾亢蜕贁?shù)載流子壽命作為供需雙方協(xié)商項目，更符合現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量和客戶需求。尺寸、表面質(zhì)量部分按照最新的市場需求進行調(diào)整。結(jié)合國內(nèi)多晶硅實際生產(chǎn)水平，同時根據(jù)產(chǎn)品用戶的意見反饋，正確兼顧好彼此之間的關(guān)系，追求技術(shù)的先進性、指標(biāo)的合理性和嚴(yán)謹(jǐn)性的統(tǒng)一。標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的確定依據(jù)及主要試驗驗證情況分析本次修訂，主要技術(shù)變動內(nèi)容及其依據(jù)如下：第二章：規(guī)范性引用文件的說明規(guī)范性引用文件增加了最新的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)，刪除了換算類的準(zhǔn)確度低的方法。第四章：牌號及分類牌號部分按照最新《半導(dǎo)體材料牌號表示方法》進行約束；第四章：標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容確定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編制小組首先開始搜集相關(guān)的資料，起草小組對國際、國內(nèi)太陽能級多晶硅產(chǎn)品生產(chǎn)情況進行了深入調(diào)研和分析，各企業(yè)內(nèi)控指標(biāo)均為太陽能特級品比例100%，原太陽能二、三級品形同虛設(shè)，現(xiàn)有指標(biāo)體系的“分辨率”無法區(qū)分N型單晶與普通光伏用的質(zhì)量差，現(xiàn)將國內(nèi)外太陽能級多晶硅企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和用戶需求與國內(nèi)實際生產(chǎn)情況相結(jié)合，經(jīng)過討論形成討論稿技術(shù)指標(biāo)見表2。表2討論稿技術(shù)要求項目技術(shù)指標(biāo)特級品1級品2級品3級品施主雜質(zhì)含量（P、As、Sb總含量，以原子數(shù)計）cm-3≤2.0×1013≤3.0×1013≤4.5×1013≤6.0×1013受主雜質(zhì)含量（B、Al總含量，以原子數(shù)計）cm-3≤7.5×1012≤1.0×1013≤2.0×1013≤4.0×1013碳含量（以原子數(shù)計）cm-3≤1.5×1016≤2.0×1016≤2.5×1016≤3.0×1016基體金屬雜質(zhì)含量（Fe、Cr、Ni、Cu、Zn總含量），ng/g（ppbw）≤3≤10≤20≤20表面金屬雜質(zhì)含量（Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Na、Ti、Mo、W、Co總含量），ng/g（ppbw）≤10≤20≤30≤50注：多晶硅的導(dǎo)電類型、電阻率、少數(shù)載流子壽命和氧含量由供需雙方確定。因多晶硅結(jié)構(gòu)（氧化夾層、溫度夾層）的出現(xiàn)，會影響產(chǎn)品純度，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降從而引發(fā)質(zhì)量風(fēng)險，所以在標(biāo)準(zhǔn)中增加了結(jié)構(gòu)條款“多晶硅應(yīng)無氧化夾層和溫度夾層”。第六章：試驗方法的確定因現(xiàn)在多晶硅企業(yè)普遍采用低溫紅外光譜儀檢測施受主雜質(zhì)，不再使用準(zhǔn)確度低的換算方法，刪除了多晶硅中的施主雜質(zhì)含量和受主雜質(zhì)含量的檢驗按GB/T1551和GB/T13389規(guī)定的方法換算得出。隨著GB/T35306《硅單晶中碳、氧含量的測定低溫傅立葉變換紅外光譜法》的實施，業(yè)內(nèi)碳含量和氧含量檢測普遍采用低溫紅外光譜法，所以增加了GB/T35306并作為仲裁方法。目前太陽能多晶硅品質(zhì)提升很大，基體金屬檢測方法增加了GB/T37049《電子級多晶硅中基體金屬雜質(zhì)含量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》并且作為仲裁檢驗方法。增加了多晶硅結(jié)構(gòu)（氧化夾層、溫度夾層）的檢驗按GB/T4061的規(guī)定進行，和5.3條款相對應(yīng)。組批的修訂，根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)工藝，將組批由“產(chǎn)品應(yīng)成批提交驗收，每批應(yīng)由同一等級，以類似工藝條件生產(chǎn)并可追溯生產(chǎn)條件的多晶硅組成。”修改為“產(chǎn)品應(yīng)成批提交驗收，每批應(yīng)由同一規(guī)格、同一等級，同一工藝條件生產(chǎn)并可追溯生產(chǎn)條件的多晶硅組成。”，增加了“同一規(guī)格”的要求，把“類似工藝條件”修改為“同一工藝條件”更嚴(yán)謹(jǐn)。檢驗結(jié)果的判定根據(jù)修訂后的技術(shù)指標(biāo)進行檢驗結(jié)果的判定。附錄刪除附錄A太陽能級多晶硅參考技術(shù)指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利問題。采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)的情況無。與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)屬于有色金屬標(biāo)準(zhǔn)體系“半導(dǎo)體材料”類，原材料系列。本標(biāo)準(zhǔn)修訂時，考慮到與國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范接軌，在規(guī)范性引用文件上按我國標(biāo)準(zhǔn)體系做了調(diào)整和編輯，在標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運輸和貯存等方面與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致；新修訂的《太陽能級多晶硅》從技術(shù)上保證了產(chǎn)品的使用安全和可靠性，條文精煉表達(dá)清楚，技術(shù)要求全面、準(zhǔn)確、科學(xué)、合理；標(biāo)準(zhǔn)的格式和表達(dá)方式等方面完全執(zhí)行了現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)法規(guī)，符合GB/T1.1的有關(guān)要求。重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)無。標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說明本標(biāo)準(zhǔn)作為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)。貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議首先應(yīng)在實施前保證標(biāo)準(zhǔn)文本的充足供應(yīng)，使每個太陽能級多晶硅生產(chǎn)企業(yè)和高純材料分析檢測機構(gòu)都能及時獲得本標(biāo)準(zhǔn)，這個是保證新標(biāo)準(zhǔn)貫徹實施的基礎(chǔ)。本次修