再生硅料編制說明

行業(yè)標準《再生硅料》編制說明（預審稿）工作簡況立項目的與意義近年來光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，年均復合增長率超過25%。截止2022年末光伏新增裝機已突破250GW。光伏各環(huán)節(jié)產(chǎn)能同樣在快速擴張，2022年底多晶硅產(chǎn)能突破125萬噸，產(chǎn)量突破90萬噸；硅片產(chǎn)能突破600GW，產(chǎn)量突破300GW。由于光伏組件大多為單晶硅組件，其硅基材（即單晶硅片）是直拉法生長的單晶圓棒經(jīng)過切方、線切割后產(chǎn)出的硅片。因此在硅片生產(chǎn)過程中會產(chǎn)出極大的次級品或副產(chǎn)物，比如直拉法單晶硅棒生產(chǎn)過程中由于尺寸、電性能指標等不合格產(chǎn)生的次級品、圓棒切方后留下的邊皮料、線切割環(huán)節(jié)產(chǎn)生的厚片等。這些次級品或副產(chǎn)物經(jīng)過一定處理可從新用于直拉法單晶硅生產(chǎn)，因此被稱為“再生硅料”?？紤]直拉法單晶硅片生產(chǎn)的成品率損失、圓棒至方棒的切除損失、破碎損失、切片損失等，2022年底硅片企業(yè)所產(chǎn)生的再生硅料在25萬噸以上。再生硅料產(chǎn)出巨大且品類復雜，因此有必要建立合理標準，規(guī)范其的使用。通過利用該部分硅料，可降低企業(yè)原料成本及產(chǎn)業(yè)鏈綜合成本，提升資源及能源利用率。針對再生硅料的相關標準為YS/T840-2012《再生硅料分類和技術條件》，經(jīng)過多年的發(fā)展，光伏行業(yè)取得了長足的技術進步，多晶硅雜質(zhì)含量、電池/組件技術路線及對單晶硅片電性能指標的要求亦有了明顯差異，原標準對再生硅料的等級劃分、技術要求已無法滿足市場的實際需求，無法指導企業(yè)的生產(chǎn)和銷售。通過對此標準的修訂，能夠更加貼合市場實際情況，有效的指導國內(nèi)廠商對再生硅料的分級和應用，降低企業(yè)原料成本及產(chǎn)業(yè)鏈綜合成本，提升資源及能源利用率。任務來源本標準修訂需求源于近年來行業(yè)技術方向的巨大變化。原標準形成時，硅基光伏路線為Al-BSF，電池轉換效率普遍在18%以下。由于Al-BSF結構的固有的界面高復合速率、P型基底制備N型結時的摻雜濃度及深度等缺陷的存在，加之彼時國內(nèi)多晶硅產(chǎn)品雜質(zhì)含量偏高，因此彼時硅基光伏對硅基材（即直拉法單晶硅片，下文簡稱單晶硅片）的要求不高。彼時單晶硅片普遍具有高阻（即基材電阻率范圍為1-3Ω·cm）、硼摻雜、少子壽命偏低（多晶硅原料以及直拉單晶生產(chǎn)過程中引入較多過渡族金屬導致，單晶硅片對少子壽命的控制線僅為≥5μs）。隨著技術水平的發(fā)展，目前量產(chǎn)電池轉換效率已突破25%，具有低衰減、高效率的摻鎵P型硅和N型硅得到大規(guī)模應用，因此對于單晶硅片的要求極大改變。單晶硅片向摻鎵/摻磷、低阻化，高少子壽命化。因此單晶硅片生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)（如摻雜、生長速度等）、原材料（如多晶硅原料、熱場材料等）明顯不同，導致產(chǎn)生的再生硅料明顯不同。因此為了更好的利用這些再生硅料，企業(yè)內(nèi)部根據(jù)現(xiàn)場實際情況制定了相關的內(nèi)部文件?？紤]到產(chǎn)出和應用再生硅料的企業(yè)很多，有必要結合行業(yè)內(nèi)實際情況統(tǒng)一行程規(guī)范化的文件，幫助企業(yè)與行業(yè)提升綜合效能。隆基綠能科技股份有限公司擁有多年單晶硅生產(chǎn)經(jīng)驗，結合自身對于再生硅料的研究和應用情況，在2021年提出了更新原有標準的申請并提交了行業(yè)標準項目建議書。主要參加單位和工作成員及其所做工作3.1主要參加單位情況標準主要起草單位隆基綠能科技股份有限公司基于多年單晶生產(chǎn)經(jīng)驗，結合自身對于再生硅料的研究和應用情況提出了標準更新的申請及草案。天津中環(huán)半導體股份有限公司、弘元新材料有限公司、江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司、新特能源股份有限公司等在草案編輯期間提出了具有建設性的意見。3.2主要工作成員所負責的工作情況本標準主要起草人及工作職責見表1。（待確定）表1主要起草人及工作職責起草人工作職責鄧浩負責標準的工作指導、組織協(xié)調(diào)韓偉負責標準內(nèi)容的編寫、審核任秀強負責標準內(nèi)容的編寫、審核杜超負責標準內(nèi)容的編寫、審核主要工作過程立項階段2021年12月，隆基綠能科技股份有限公司向全體委員會議提交了《再生硅料》標準項目建議書、標準草案及標準立項說明等材料，委員會議論證結果為同意行業(yè)標準申報立項。起草階段本項目自下達計劃之日起，在隆基綠能科技股份有限公司內(nèi)部成立了標準編制組，召開了關于標準起草的工作會議，布置了標準起草的相關工作，產(chǎn)品測試和數(shù)據(jù)收集有序展開。2023年6月完成了標準標準討論稿1及編制說明。標準編制原則本標準完全按照GB/T1.1-2020《標準化工作原則第1部分：標準的結構與編寫》、GB/T20001.10-2015《標準編寫規(guī)則第10部分：產(chǎn)品標準》的要求進行編寫。更改了標準名稱，將“再生硅料分類和技術條件”更改為“再生硅料”；將英文標準名“Classificationandtechnicalspecificationforrenewablecrystalsilicon”更改為“RecyclingSiliconMaterial”；更改了再生硅料類別，增加邊皮料、切片廢料、墩堝料、沫子料、回收單晶料、多晶粉料，修改堝底料、晶體硅樣塊、原生型廢硅片描述；更改了規(guī)范性引用文件中的GB/T1551和GB/T24581，刪除了GB/T24574、GB/T24579、GB/T24581、GB/T24582和SEMIPV1，增加了GB/T31854；更改了再生硅料的線性尺寸，由不小于3mm更改為線性尺寸范圍為>8、>3、>1mm；合并2012版表1和表2，刪除受主雜質(zhì)濃度和施主雜質(zhì)濃度要求，新增線性尺寸要求，更改了電阻率和碳濃度要求；更改了再生硅料中N型再生硅料的電阻率等級指標，一級至三級的電阻率范圍由＞40、20～40、1～2更改為＞1、0.1～1、0.01～1Ω·cm；更改了再生硅料中P型再生硅料的電阻率等級指標，一級至三級的電阻率范圍由＞10、1～10、0.35～1更改為＞0.5、0.1～0.5、0.001～0.1Ω·cm；增加了按導電型號分類再生硅料的分類方法；更改了再生硅料碳雜質(zhì)濃度等級，由≤0.5、≤2、≤4改為≤5*1016、≤1*1017、≤2.5*1017，單位為atoms/cm3。標準主要內(nèi)容的確定依據(jù)1、第3章術語及定義GB/T14264界定的以及下列術語和定義適用于本文件。結合隆基綠能科技股份有限公司生產(chǎn)實際情況，以下所列舉的條目可覆蓋絕大部分經(jīng)簡單處理后正常使用的再生硅料。3.1碳極多晶硅（碳頭料）carbonendpolysilicon在多晶硅生產(chǎn)過程中，包圍在U型多晶硅棒的碳極周圍，沾連有石墨的不規(guī)則形狀多晶硅料。3.2頭尾料monocrystalinetopandtail在光伏行業(yè)拉制單晶硅棒過程中形成的頭尾圓錐體；拉制單晶失?。〝嗬?，即失去單晶特性）產(chǎn)生的多晶硅棒和位錯單晶；單晶/多晶鑄錠頂部及底部切除部分。3.3邊皮料monocrystallinesidecuts光伏行業(yè)拉制單晶無位錯圓棒切方過程中產(chǎn)生的邊緣部分；單晶/多晶鑄錠與坩堝接觸側面的切除部分。3.4切片廢料slicingscrap光伏硅錠切片過程每根方棒產(chǎn)生的厚片，或異常問題產(chǎn)生的廢方棒。3.5墩堝料abnormalpotpoly光伏行業(yè)因長晶過程中出現(xiàn)設備異常、操作異常、工藝異常、原輔料異常導致墩堝剩料。3.6沫子料crushingscrap光伏行業(yè)破碎復拉料/破碎多晶料過程中產(chǎn)生線性尺寸在1-3mm之間的硅料。3.7回收料recycledsilicon光伏行業(yè)長晶過程中尺寸、電性能等指標不合格的硅錠。3.8堝底料potscrap光伏行業(yè)在拉制單晶硅棒的過程中，殘留在石英坩堝中的硅料。3.9晶體硅樣塊testsiliconmaterial光伏行業(yè)在晶體硅棒的檢測和評估中作為測試用的樣塊。3.10原生型廢硅片processscrap在硅棒切割、研磨或拋光過程中產(chǎn)生的碎片或不合格硅片。3.11多晶粉料powderysilicon多晶硅棒/顆粒沉積過程中形成的粉狀多晶硅。2、第4章技術要求4.1技術條件及分類所有再生硅料需通過清洗、破碎、干燥等方式去除非硅異物及水分。再生硅料可按電阻率、雜質(zhì)濃度尺寸進行分級，需經(jīng)供需雙方協(xié)商一致。每一級的產(chǎn)品應該同時滿足本級的要求。各級不同導電類型、電阻率、雜質(zhì)濃度、線性尺寸的相關參數(shù)應符合表1的規(guī)定。再生硅料導電類型、電阻率、雜質(zhì)濃度分類要求項目一級二級三級導電類型N型P型N型P型N型P型電阻率，Ω·cm＞1＞0.5＞0.1＞0.1＞0.01＞0.001碳濃度，atoms/cm3≤5*1016≤1*1017≤2.5*1017體金屬雜質(zhì)（Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Na）總含量，ng/g≤50≤100≤200線性尺寸，mm＞8＞3＞1除多晶粉料外，其余再生硅料均需約束線性尺寸。4.2外觀特征再生硅料的外觀應無色斑，氧化層以及其它的污染物等。3、第5章試驗方法5.1再生硅料中碳含量測量按照GB/T1558的規(guī)定進行測試。5.2再生硅料中的體金屬雜質(zhì)含量按照GB/T31854的規(guī)定進行測試。5.3再生硅料的尺寸分布范圍用篩網(wǎng)檢驗，或由供需雙方商定的方法檢驗。5.4再生硅料的表面質(zhì)量用目視/放大鏡檢查。5.5再生硅料的導電類型測試方法按照GB/T1550的規(guī)定進行測試。5.6再生硅料的電阻率測定按照GB/T1551的規(guī)定進行測試。標準中涉及專利的情況本標準不涉及專利問題。標準水平分析經(jīng)查，本標準目前無國際標準，通過新舊標準對比，標準內(nèi)容本標準技術內(nèi)容達到國際先進水平，標準水平分析見表3表3《再生硅料》標準水平分析項目本標準原標準水平綜合判定術語及定義碳極多晶硅（碳頭料）、頭尾料、邊皮料、切片廢料、墩堝料、沫子料、回收單晶料、堝底料、晶體硅樣塊、原生型廢硅片、多晶粉料碳極多晶硅（碳頭料）、頭尾料、邊皮料、切片廢料、堝底料、晶體硅樣塊、原生型廢硅片增加墩堝料、沫子料、回收單晶料，多晶粉料，在目前再生硅料產(chǎn)出占比中超過10%，必須增加，達到國際領先水平技術要求結合導電類型、電阻率分級僅按電阻率或雜質(zhì)濃度區(qū)分等級國際領先水平技術要求-電阻率分檔（Ω·cm）P型電阻率分檔為＞0.5、0.1～0.5、0.001～0.1；N型電阻率分檔為＞1、0.1～1、0.01～0.1P型電阻率分檔為＞10、1～10、0.35～1；N型電阻率分檔為＞40、20～40、1～2充分考慮摻磷/摻鎵；低阻化，達到國際領先水平技術要求-施主/受主雜質(zhì)分檔刪去同電阻率分檔國際先進水平技術要求-碳含量（atoms/cm3）≤5*1016、≤1*1017、≤2.5*1017≤0.5、≤2、≤4(ppma)國際先進水平技術要求-尺寸范圍一級>8mm二級>3mm三級>1mm≥3mm國際領先水平與現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標準及相關標準協(xié)調(diào)配套情況本標準的制定過程、技術指標選定、檢驗項目的設置等符合現(xiàn)行法律、法規(guī)及相關的國家標準或行業(yè)標準。重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)無。標準性質(zhì)的建議說明建議該標準為推薦性行業(yè)標準。貫徹標準的要求和措施建議起草