多晶硅简介及产业发展分析

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1、多晶硅简介及产业发展分析班级：精化072姓名：韩正兵学号：730102211学习时间：2009-4-13合作人：仇敬诚上交日期：2009-4-20摘要：（1）为什么对多晶硅感兴趣：高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在未来的50年里，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。（2）解决问题：能源和环境问题日益成为世界关注的焦点，为了实现能源和环境的可持续发展，世界各国都将太阳能发电行业作为发展的重点。多晶硅是太阳能电池的基础原料，作为新世纪的大学生，我们有必要更有

2、责任了解学习多晶硅的各方面的知识。（3）方法：通过在网络，图书馆查阅资料，并和同学讨论，我初步了解到了一些关于多晶硅的知识。（4）发现：能源和环境问题日益成为世界关注的焦点，为了实现能源和环境的可持续发展，世界各国都将太阳能发电行业作为发展的重点。（5）多晶硅作为新能源的基础原料，是电子工业和光伏产业最重要、最基础的功能材料，也可以说是一个国家重要的战略性材料，有着无比广阔的发展前景。引言：多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础材料。近年来，由于世界半导体集成电路产业和太阳能光伏产业的迅猛发展，尤

3、其是受太阳能电池产业发展的驱动，多晶硅市场得以迅速增长。而多晶硅市场供需不平衡问题的日益突出，也引起了全世界的广泛关注。当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球对多晶硅的需求增长迅猛，市场供不应求。近

4、年来，全球太阳能电池产量快速增加，直接拉动了多晶硅需求的迅猛增长。全球多晶硅由供过于求转向供不应求。受此影响，作为太阳能电池主要原料的多晶硅价格快速上涨。正文：一、多晶硅概述多晶硅;polycrystallinesilicon性质：灰色金属光泽。密度2.32~2.34。熔点1410℃。沸点2355℃。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸。硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂。加热至800℃以上即有延性，1300℃时显出明显变形。常温下不活泼，高温下与氧、氮、硫等反应。高温熔融状

5、态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，但微量的杂质即可大大影响其导电性。由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下氯化，再经冷凝、精馏、还原而得。多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。二、多晶硅特点（1）多种生产工艺路线并存，产业化技术封锁、垄断局面不会改变。由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同，因此生产工艺技术不同

6、；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。其中改良西门子工艺生产的多晶硅的产能约占世界总产能的80％，短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。（2）新一代低成本多晶硅工艺技术研究空前活跃。除了传统工艺（电子级和太阳能级兼容）及技术升级外，还涌现出了几种专门生产太阳能级多晶硅的新工艺技术，主要有：改良西门子法的低价格工艺；冶金法从金属硅中提取高

7、纯度硅；高纯度SiO2直接制取；熔融析出法；还原或热分解工艺；无氯工艺技术，Al－Si溶体低温制备太阳能级硅；熔盐电解法等。三、应用多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。（1）半导体在无线电收音机及电视机中，作为“讯号放大器用。近来发展太阳能，也用在光电池中。半导体可以用来测量温度，测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域，有较高的准确度和稳定性。（2）多晶硅单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，

8、大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。四、国内外市场情况（1）国际多晶硅产业概况当前，晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅）是最主要的光伏材料，其市场占有率在90％以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂