08 余学功-光伏晶体硅材料的产业技术现状及进展.pdf

2021第十七届中国太阳级硅及光伏发电研讨会

CSPV-17

光伏晶体硅材料的产业技术现状及进展

余学功原帅杨德仁

浙江大学硅材料国家重点实验室杭州310027

Email:yuxuegong@zju.edu.cn

报告提纲

光伏产业的现状

多晶硅原料技术的现状

直拉单晶硅技术的研究进展

铸造晶体硅技术的研究进展

硅片切割技术的现状

总结

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全球光伏发电的现状及应用前景

全球太阳能发电占比全球光伏新增装机量

2100年，世界太阳能发电将在能源供应中超过60%

全球光伏装机量逐年递增，2025年有望达到330GW/年

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晶体硅在光伏产业的主导地位

各种太阳电池效率的世界纪录图

产业化的晶体硅太阳电池光电转换效率较高、成本较低4

晶体硅太阳电池的产业链

晶体硅材料光伏器件

上游下游

晶体硅材料的制备流

程：

多晶硅原材料晶体生长硅片加工

多晶硅原材料的产业现状

全球以及中国多晶硅产量变化

数据来源：硅业分会6

多晶硅原材料的市场现状

目前中国多晶硅原料市场情况

供需失衡硅原料迅速增长

2021年多晶硅量：57万吨

27万/吨

(生产150GW的硅片)

不能满足

2021年硅片产能：370GW

多晶硅原材料价格上涨不利

于光伏产业健康持续发展

多晶硅原料厂扩产，2021年

规划产能超过190万吨

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多晶硅原材料的制备技术

工业硅/冶金硅/金属硅来自沙子？

原料：石英矿，SiO2纯度97-99%

电弧炉：冶金硅，Si纯度98-99%

SiO2+C→Si+CO2

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多晶硅原材料的制备技术

改良西门子法（SiHCl3）

（1）氢化，SiCl4+H2+Si+HCl→SiHCl3

（2）提纯，SiHCl3

（3）还原，SiHCl3+H2→Si+HCl+SiCl4

市场占比：97.5%

改良西门子法主要进展

热氢化→冷氢化

热耦合精馏+吸附

大型还原炉

工艺、设备成熟，产品纯度高，综合电耗：60Kwh/kg