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1、太陽能多晶硅片生產(chǎn)培訓(xùn) Contents太陽能光伏行業(yè)簡介1多晶硅片的定位2 多晶硅片生產(chǎn)工藝流程3 工藝圖片流程4 太陽能光伏行業(yè)簡介v太陽能電池產(chǎn)業(yè)是近幾年發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一，最近5年來以超過40%的速度高速增長。在各種類型的太陽能電池中，晶體硅太陽能電池由于其轉(zhuǎn)換效率高，技術(shù)成熟而繼續(xù)保持領(lǐng)先地位，占據(jù)了90%以上的份額，預(yù)計(jì)今后十年內(nèi)晶體硅仍將占主導(dǎo)地位。太陽能電池產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)硅錠/硅片的需求也大增。隨著市場需求的增長，涌現(xiàn)了很多硅片生產(chǎn)企業(yè)，特別是多晶硅硅錠的生產(chǎn)向大規(guī)?；l(fā)展，單廠生產(chǎn)能力已達(dá)到百兆瓦級(jí)。 v多晶硅錠/片生產(chǎn)工藝成熟，生產(chǎn)設(shè)備主要從國外引進(jìn)（美國GTSOLA
2、R，德國ALD，瑞士HCT、M&B等）。 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈圖156*156或125*125mm（厚度為180220m） 純度為99.9999% 在太陽能光伏產(chǎn)業(yè)中，單/多晶硅片屬于上游產(chǎn)品，其品質(zhì)的情況直接影響到下游產(chǎn)品電池片、組件的品質(zhì)和性能，可見硅片在整個(gè)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)中的重要性之高及其需求量之大。組 件電 池 片單 /多 晶 硅 片硅 提 純 單/多晶硅片簡介單晶硅片用單晶硅片生產(chǎn)的電池片具有電池轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性 好等特點(diǎn)，但是單晶成本較高、能耗大。多晶硅片用多晶硅片生產(chǎn)的電池片轉(zhuǎn)換效率略低于單晶硅電池，但多晶硅片成本低，生產(chǎn)效率高。從工業(yè)化發(fā)展來看，重心已由單晶向多晶方向發(fā)展。太 陽
3、 能 硅 片 多晶硅片生產(chǎn)工藝流程定 向 結(jié) 晶 多 晶 硅 錠 開 方多 晶 硅 料 去 頭 尾磨 面倒 角切 片 硅 片 清 洗 檢 測 包 裝 多 晶 硅 料太 陽 能 級(jí) 多 晶 硅 純 度 為 ： 99.9999%（ 6N） 定 向 結(jié) 晶定 向 結(jié) 晶 ： 晶 體 生 長 方 向 垂 直 向 上 ， 是 通 過 定 向 凝 固 （ 也 稱 可控 凝 固 、 約 束 凝 固 ） 過 程 來 實(shí) 現(xiàn) 的 ， 即 在 結(jié) 晶 過 程 中 ， 通 過 控 制 溫度 場 的 變 化 ， 形 成 單 方 向 熱 流 (生 長 方 向 與 熱 流 方 向 相 反 ） ， 并 要求 液 固 界 面
4、 處 的 溫 度 梯 度 大 于 0， 橫 向 則 要 求 無 溫 度 梯 度 ， 從 而 形成 定 向 生 長 的 柱 狀 晶 。 熱 流 方 向 側(cè) 向 無 溫 度 梯 度 ，不 散 熱晶體生長方向定 向 凝 固 柱 狀 晶 生 長 示 意 圖 定 向 結(jié) 晶太 陽 能 電 池 硅 錠 的 定 向 結(jié) 晶 是 一 個(gè) 硅 的 提 純 過 程 ，是 基 于 雜 質(zhì) 的 分 凝 效 應(yīng) 進(jìn) 行 的 。 如 下 圖 所 示 ， 一 雜 質(zhì)濃 度 為 C0的 成 分 ， 當(dāng) 溫 度 下 降 至 T*時(shí) ， 其 固 液 界 面 處固 相 側(cè) 的 雜 質(zhì) 濃 度 為 C*S。 從 多 晶 硅 到 爐
5、內(nèi) 結(jié) 晶 過 程 圖 示 多 晶 硅 錠多 晶 硅 經(jīng) 過 在 鑄 錠 爐 內(nèi) 定 向 結(jié) 晶 ， 生 長 成 為 多 晶 硅 錠 。 規(guī) 格 為 ： 840*840*250mm（ 長 *寬 *高 ） 硅 錠 開 方 開 方 ： 就 是 將 840*840mm（ 長 *寬 ） 的 硅 錠 切 割 成 156*156mm或 者125*125mm （ 長 *寬 ） 的 方 棒 。 原 理 ： 將 待 切 的 硅 錠 豎 立 并 粘 結(jié) 在 工 作 臺(tái) 的 墊 板 上 ， 工 作 臺(tái) 上 方有 一 個(gè) 線 網(wǎng) 框 架 ； 250m鋼 線 從 機(jī) 床 左 側(cè) 繞 線 室 引 伸 至 線 網(wǎng) 框 架上
6、 ， 來 回 順 序 纏 繞 在 四 組 滑 輪 和 導(dǎo) 輪 之 間 ， 形 成 上 下 二 個(gè) 縱 橫 線 網(wǎng) ；框 架 里 安 放 多 個(gè) 砂 嘴 ， 提 供 切 割 用 的 砂 漿 ； 滑 輪 帶 動(dòng) 線 網(wǎng) ， 將 砂 漿帶 入 晶 棒 ， 并 緊 壓 在 材 料 表 面 上 來 回 移 動(dòng) ， 形 成 研 磨 式 切 割 ， 同 時(shí)框 架 將 線 網(wǎng) 緩 慢 地 向 下 推 過 晶 棒 ， 完 成 開 方 /破 錠 工 作 。 去 頭 尾 、 磨 面 、 倒 角根 據(jù) 工 藝 要 求 ， 將 多 晶 硅 方 棒 去 頭 尾 、 磨 面 、 倒 角 去 頭 尾 ： 將 方 棒 的 頭
7、尾 部 分 切 割 掉 。 磨 面 ： 用 研 磨 機(jī) 將 方 棒 的 四 個(gè) 側(cè) 面 拋 光 。 倒 角 ： 用 倒 角 機(jī) 將 側(cè) 面 拋 光 后 的 方 棒 的 四 個(gè) 側(cè) 楞 倒 成 45度 角 。 倒 角 示 意 圖 處 理 后 效 果 圖 切 片切 片 ： 就 是 將 長 *寬 為 156*156mm或 者 125*125mm的 方 棒 切 割 成厚 度 為 180m 220m的 硅 片 .原 理 ： 通 過 一 根 鋼 線 （ 典 型 直 徑 160m） 來 回 順 序 纏 繞 2 或 4 個(gè) 導(dǎo) 輪 而 形 成 線 網(wǎng) ， 導(dǎo) 輪 上 刻 有 精 密 線 槽 ， 槽 距 決 定
8、 切 片 的 厚度 。 晶 棒 兩 側(cè) 的 砂 嘴 將 砂 漿 噴 在 線 網(wǎng) 上 ， 導(dǎo) 輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) 線 網(wǎng) 將 砂 漿 帶進(jìn) 晶 棒 里 ， 鋼 線 將 研 磨 砂 緊 壓 在 晶 體 表 面 上 并 往 前 移 動(dòng) ， 進(jìn) 行 研磨 式 切 割 ， 晶 棒 同 時(shí) 慢 速 地 被 往 下 推 過 線 網(wǎng) ， 經(jīng) 過 幾 個(gè) 小 時(shí) 的 切割 ， 上 千 的 晶 片 便 切 割 完 成 。 清洗清 洗 分 為 脫 膠 預(yù) 清 洗 和 硅 片 清 洗 。 目 的 是 將 硅 片 潔 凈 ， 為 電 池 片工 藝 做 好 準(zhǔn) 備 。 脫 膠 預(yù) 清 洗 ： 對(duì) 切 割 后 的 硅 片 進(jìn) 行
9、脫 膠 剝 離 清 洗 。 清 洗 工 藝 ： 噴 淋 清 洗 醋 酸 脫 膠 （ 四 工 位 ） 水 洗 （ 兩 工位 ） 硅 片 清 洗 ： 對(duì) 線 切 后 的 硅 片 進(jìn) 行 清 洗 、 烘 干 處 理 。 清 洗 工 藝 ： 如 下 圖 。 檢 測少 子 壽 命 測 試紅 外 檢 測電 阻 率 檢 測硅 錠 檢 測 u少 子 壽 命 測 試 ： 確 定 少 子 壽 命 符合 工 藝 要 求 。 u紅 外 探 傷 檢 測 ：確 定 硅 錠 無 裂 痕u電 阻 率 檢 測 ： 確定 硅 錠 電 阻 率 達(dá)到 工 藝 要 求 。 硅 片 檢 測u少 子 壽 命 測 試 ：確 定 少 子 壽 命 符合 工 藝 需 要 。u紅 外 探 傷 檢 測 ：確 定 硅 片 內(nèi) 部 無裂 痕u電 阻 率 檢 測 ： 確定 硅 片 電 阻 率 滿足 工 藝 需 要 。硅 錠硅 片 檢 測 效 果 圖少 子 壽 命 檢 測 效 果 圖 電 阻 率 檢 測 效 果 圖 硅片包裝 多 晶 硅 到 硅 片 主 流 程多晶硅料 定向結(jié)晶 硅錠開方多晶硅錠 硅片切片 去頭尾研磨倒角電 池 片
硅片生產(chǎn)培訓(xùn)
