硅片回收之單晶硅的制作與使用
單晶硅的制法通常是先制得無定形硅,然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。熔融的單質(zhì)硅在凝固時硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核,如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒,則這些晶粒平行結(jié)合起來便結(jié)晶成單晶硅。單晶硅棒是生產(chǎn)單晶硅片的原材料,陋著國內(nèi)和國際市場對單晶硅片需求量的快速增加,單晶硅棒的市場需求也呈快速增長的趨勢。單晶硅圓片按其直徑分為6英寸、8英寸、12英寸(300毫米)及18英寸(450毫米)等。直徑越大的圓片,芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片對材料和技術(shù)的要求也越高。單晶硅按晶體生長方法的不同,分為直拉法(CZ)、區(qū)熔法(FZ)和外延法。直拉法、區(qū)熔法生長單晶硅棒材,外延法生長單晶硅薄膜。直拉法生長的單晶硅主要用于半導(dǎo)體集成電路、二極管、外延片襯底、太陽能電池。目前晶體直徑可控制在(D3-8英寸。區(qū)熔法單晶主要用于高壓大功率可控整流器件領(lǐng)域,廣泛用于大功率輸變電、電力機(jī)車、整流、變頻、機(jī)電一體化、節(jié)能燈、電視機(jī)等系列產(chǎn)品。目前晶體直徑可控制在(D3-6英寸。外延片主要用于集成電路領(lǐng)域。
單晶硅也稱硅單晶,是電子信息材料和光伏行業(yè)中基礎(chǔ)性材料,屬半導(dǎo)體材料類。單晶硅已滲透到國民經(jīng)濟(jì)和國防科技中各個領(lǐng)域。
今年,國家提高了對太陽能產(chǎn)業(yè)的扶持,指明了熱利用向熱能、熱電利用、光利用在我國大力的發(fā)展,啟動了綠色建筑應(yīng)用市場,直到自給式太陽能高效節(jié)能產(chǎn)品惠民工程推廣實(shí)施
近5年來,中國光伏電池產(chǎn)量年增長速度為1-3倍,光伏電池產(chǎn)量占產(chǎn)量的比例也由2002年1.07%增長到2008年的近15%。商業(yè)化晶體硅太陽能電池的效率也從3年前的13%-14%提高到16%-17%??傮w來看,中國太陽能電池的國際市場份額和技術(shù)競爭力大幅提高。在產(chǎn)業(yè)布局上,中國太陽能電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了一定的集聚態(tài)勢。在長三角、環(huán)渤海、珠三角、中西部地區(qū),已經(jīng)形成了各具特色的太陽能產(chǎn)業(yè)集群。 太陽能光伏發(fā)電在不遠(yuǎn)的將來會占據(jù)能源消費(fèi)的重要席位,不但要替代部分常規(guī)能源,而且將成為能源供應(yīng)的主體。預(yù)計(jì)到2030年,可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將占到30%以上,而太陽能光伏發(fā)電在總電力供應(yīng)中的占比也將達(dá)到10%以上;到2040年,可再生能源將占總能耗的50%以上,太陽能光伏發(fā)電將占總電力的20%以上;到21世紀(jì)末,可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占到80%以上,太陽能發(fā)電將占到60%蟻上。這些數(shù)字足以顯示出太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略地位。由此可以看出,太陽能電池市場前景。
為了降低生產(chǎn)成本資源的多重利用,也成了必要,目前單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右,實(shí)驗(yàn)室成果也有20%以上的。
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