《流化床法颗粒硅》由TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口上报,TC203SC2(全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会)执行,主管部门为国家标准委。
目前,多晶硅的两种主流制造技术分别为改良西门子法棒状硅和流化床法颗粒硅制造工艺。
改良西门子法棒状硅生产工艺一直是多晶硅企业最普遍采用的生产工艺,但其缺点在于生产成本高,占地面积大。
随着流化床法颗粒硅的异军突起,其投资少、低成本、低能耗、低排放及长寿命、高质量、高转化率的绿色环保特质和优势,以及制造全流程完全符合“低碳减排、节能降耗、绿色智造”的国家战略方向,颗粒硅将成为引领光伏产业助力国家实现碳中和目标的新增长点。
颗粒硅一般是以硅烷作为硅源气,以氢气作为载气,在流化床反应器内预先放置硅籽晶,通过化学气相沉积反应,在流化床底部不断排出颗粒硅产品或通过氯硅烷(二氯二氢硅)直接分解工艺制备颗粒硅。
流化床法颗粒硅产品纯度控制是其制备工艺的一大技术难点,主要是因为处于流化状态的颗粒硅不可避免地对流化床内表面进行频繁磨蚀,而其主要生产设备为石墨和金属,所以颗粒硅产品中不可避免地会带来碳和金属杂质的污染。
多晶硅铸锭用户使用颗粒硅主要作为填缝、铺底料,对碳含量要求不高,但是单晶硅拉晶用户对碳含量的影响较为敏感。
随着颗粒硅生产企业加大对生产工艺及装备的革新改造,引进美国半导体颗粒硅技术,攻关了高纯组件制备技术。
对于主要原料硅烷,采用了痕量精馏的方式将其纯度提高至9N以上,最大程度的确保了原料不会带入杂质。
目前颗粒硅的品质与改良西门子法生产的棒状硅的特级料不相上下,甚至优于棒状硅。
复投也不影响拉晶的成晶率和单炉产出率。
颗粒硅的应用从之前的多晶铸锭到如今的直拉单晶,随着颗粒硅投放比例的增加,单产、少子均有所提升,用户黏性显著增强,用户应用规模明显扩大。
目前,FBR颗粒硅全球占有率已逾10%,有望2025年超过30%。
国内生产颗粒硅的厂家目前主要有协鑫科技旗下江苏中能、乐山协鑫、内蒙协鑫以及陕西天宏瑞科。
随着颗粒硅技术迭代与成本下降,颗粒硅的优势几何级放大,同时不断突破行业关键技术,以科技推动行业进步,颗粒硅品质正在由太阳能级向电子级快速爬升,全面满足N型时代要求,同时依托低碳优势,将全面为下游客户赋能。
GB/T 35307-2023《流化床法颗粒硅》通过对碳含量、施主杂质和受主杂质含量等关键技术指标的修订,有利于颗粒硅生产企业适应市场需求,更加有效的指导颗粒硅的生产、销售和应用,促进颗粒硅生产企业以及下游用户对制造工艺的改革和优化、提高市场竞争力。
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