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在智能手機、超級計算機和太陽能組件等應用中,多晶硅都是一種不可或缺的原材料。如果沒有超純多晶硅,數字化革命將受到較大影響,能源革命也不會取得如今天這般先進的發展。超純多晶硅是光伏和半導體行業的重要原材料。
“超純金屬”—多晶硅
石英是生產超純多晶硅的基礎原料,而后者是光伏產品最重要的原材料。從石英變身為超純多晶硅的過程涉及許多極其復雜且需要先進技術的工序,需要多年的豐富經驗才能生產出市場上品質更佳的多晶硅。
超純多晶硅生產關鍵工序
1、石英
硅是地殼中第二大豐富的元素。在大自然中,硅主要是以二氧化硅的形式存在于石英中。
2、冶金級硅
將二氧化硅和碳一起加熱,可清除氧原子,生成雜質含量為1-2%的冶金級硅(Simg),但這樣的純度遠遠達不到生產高效太陽能電池的要求。因此,瓦克采用久經考驗的蒸餾法進一步對其提純。
3、流化床反應器
首先,借助氯化氫氣體,在流化床反應器中將冶金級硅(Simg)轉化為液態三氯硅烷。Simg+ 3 HCI -> SiHCI3+H2
4、三氯硅烷蒸餾
通過蒸餾法去除液態三氯硅烷中的雜質,從而制得高純度三氯硅烷。
5、硅沉積反應器
將精餾所得的高純三氯硅烷加熱至1,000攝氏度,并引至被加熱的細硅芯表面。
6、純硅
隨著三氯硅烷的分解,超純多晶硅便沉積在硅芯表面。4 SiHCI3-> Si + 3 SiCI4+2 H2
7、硅塊
將超純多晶硅棒碾碎成塊狀多晶硅,由此得到的硅塊便是制造太陽能電池和半導體硅片所需要的原材料。
多晶硅關鍵特性:純度越高,太陽能電池的轉化率也就越高。
瓦克生產的多晶硅的純度早已達到行業更高標準, 可用于生產能量投資回收期較短、碳足跡較少且成本持續下降的高效太陽能電池。在太陽能電池的整個使用壽命期間,1克瓦克的超純多晶硅可減少7,000千克以上的二氧化碳排放量。
未來趨勢
高效太陽能系統與現代化的蓄能科技相結合,將對全球能源供給和交通帶來革命性的改變。太陽能模塊和電池的結合正在促進電動汽車的廣泛普及。光伏和存儲解決方案的結合將使交通領域的脫碳行動成為可能。光伏的整體生態優勢和穩步下降的成本將使太陽能成為我們未來的可持續能源選擇。
瓦克集團在多晶硅領域不僅樹立了行業標準,還提供業內廣泛的多晶硅產品組合。同時,瓦克提供不同尺寸的組合,幫助大幅提高產量,有助于降低成本。瓦克將持續為太陽能和半導體行業提供專門針對每種應用定制的完整系列的多晶硅產品,助力實現碳中和,賦能全球可持續發展。
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