级多晶硅提纯技术现状与质量分析课件

StatusquoofMetallurgicalPurifiedSolarGradePoly-SiliconanditsQualityAnalysis

冶金法太阳能级多晶硅提纯技术现状

与质量分析

BradleyShi

史珺

上海普罗新能源有限公司ProPowerInc.StatusquoofMetallurgicalPu1目录BriefIntroductionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法简介EvolutionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法的进展ImpuritiesanditsaffecttotheSOG 太阳能级多晶硅的杂质及其对材料性能的影响QualityStabilityAnalysisofMetallurgicalPurifiedSOG 冶金法多晶硅的质量稳定性分析目录BriefIntroductionofMet2TechnologyforPoly-CrystallinSiliconProduction

多晶硅提纯技术分类ChemicalRoutine化学法

ChemicalchangeshappentoSiinpurificationprocess提纯过程中硅发生反应

PhysicalRoutine（MetallurgicalRoutine)物理法(冶金法）NochemicalchangehappenstoSiinpurificationprocess

提纯过程中硅不发生反应TechnologyforPoly3ChemicalRoutine化学法ChemicalchangeshappentoSiinpurificationprocess硅发生了化学反应SiemensRoutine西门子法ModifiedSiemensRoutine改良西门子法MainstreamRoutineatpresent目前的主流工艺RegularPurityis9N常规纯度应可达到9NChemicalRoutine化学法Chemical4多晶硅纯度的表示SubstractthecontentofP,B,andMetalsfrom100% 用100%扣除磷、硼、金属杂质后的硅的纯度C,O,Nisabout1~10ppm（无需扣除）含有大约1~10ppm级的碳、氧、氮等元素e.g.,7Npolysilicon,maycontain:B:20ppb,P:50ppb,metals:10ppb;andC:1ppm,O:5ppm,N:1ppm（绝对的硅纯度实际为5N）ButcontentofC,O,Ncouldnotexceedthelimit但C、O、N不能过大。多晶硅纯度的表示Substractthecontent5太阳能所需要的多晶硅纯度Polysiliconwithpurityhigherthan7Ncouldnotbemadeintosolarcelldirectly 7N以上的多晶硅无法用来直接作太阳能电池BorPmustbemixedasdopant须掺入硼或磷ThedopantofBmustbeabout0.25ppm

对太阳能来说，硼的掺杂浓度大约在0.25ppmw

i.e.,forsolarcell,thepuritymustdownto6Nevenusinga11Npoly-silicon

也就是说，在生产太阳能电池时，即便采用11N的高纯硅，也必须掺杂降到6N左右。太阳能所需要的多晶硅纯度Polysiliconwith6ImpuritiesandSolarefficiency

杂质对光电转换效率的影响ImpuritiesandSolarefficienc7DemandofNewTechnology

新工艺的需求Becauseimpuritiesmustaddedtohighpurepoly-siliconfromSiemensmethod,whichmeansenergydoublewaste采用西门子法得出高纯度的硅后，又要掺杂到6N的纯度，意味着能源的双重浪费That’swhythetechnologyofpurifyingsilicondirectlyto6Nisbeingexploredallthetime直接生产6N太阳能多晶硅的工艺开始被人们所探索。MetallurgicalRoutinetopurifythepolysiliconisthemostpromisingroutine

冶金法是被人探索最多，也是目前最被人看好的工艺。

DemandofNewTechnology

新工艺的需8Metallurgical(Physical)Routine

冶金法（物理法）NochemicalchangehappenstoSiinpurificationprocess硅不发生化学反应Hydro-MetallurgicalRoutine湿法冶金法PowdeMetallurgicalRoutine粉末冶金法VacuumRefinery真空熔炼法EnergyBeam(Electron,Ionic)Method能束(电子、离子）法DirectionalSolidification定向凝固OtherMetallurgicalMethods其它冶金法高纯石英直接熔炼、低温熔体萃取等通常的物理冶金法是采用上述手段的组合来达到对硅提纯的目的。Metallurgical(Physical)Rout9ProcessofProPower’sMPRoutine

普罗的冶金法流程<5NPackaging&Delivery包装发货ChosenMaterialLocalVacuum精料原则Arcfurcace矿热炉湿法冶金HydrometallurgyVacuumRefineryEMStirringEnergyBeam真空精炼及铸锭Pyrochemical高温化学硅锭加工CrystalStretchingResistivityScanMinorcarrierLTImpuritiesTest质量测试QC粉末冶金PowderMetallurgySmelting精炼Slagging造渣6N5.5~5.7N3N4~4.5N4NSlicingCellManu-factueringMono-CrystalProcessofProPower’sMPRouti10TheoreticalbasisofMPRoutine

MP法SOG理论基础MechanicsofDiffusionandExtractionreactioninsolid固体扩散萃取反应机理AnalysisandapplicationofHydrophileandhydrophobeinpowdermetallurgy粉末冶金的亲水性和疏水性的分析及应用ResearchofSegregationoninterfacebetweendifferentmatters不同物质界面分凝机理研究Mechanismofphysicalchemicalreactioninslaggingrefinery造渣精炼的物理化学反应机制Principleandapplicationofoxygendispensinginpyro-liquidsilicon液体硅内部高温施氧的原理与应用Researchofatomickineticsonsolid-liquidinterfaceactivityenergy固液界面表面活化能的原子动力学研究Quantummechanicsanalysisofatomsinpyroliquid高温液体原子的量子力学分析Researchonsegregationinsolid-liquidinterfaces液固界面分凝现象和机理研究Mathematicmodelanlysisofheatfieldandcrystalgrowththeory晶体生长理论及各类温场的数学模型分析Researconexistenceformandimpactofimpuritiesinsiliconcrystal杂质在硅晶体内部的存在形式和对晶体的影响的研究Formationmechanismofimpuritiesdeepleveranditsrestrainmethod杂质深能级的形成机制研究及抑制方法

冶金法同样需要在理论上进行重要的突破。TheoreticalbasisofMP11目录BriefIntroductionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法简介EvolutionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法的进展ImpuritiesanditsaffecttotheSOG 太阳能级多晶硅的杂质及其对材料性能的影响QualityStabilityAnalysisofMetallurgicalPurifiedSOG 冶金法多晶硅的质量稳定性分析目录BriefIntroductionofMet12ProgressofMPmethodonPurity

MP法在纯度上的进展（以经济规模）Time LabPurity ProdPurity Mfgrs Country时间 实验室纯度 产品纯度 部分制造商国家2003年 “5n” ---- JFE Japan2004年 “6n” ---- JFE2005年 “6n” ---- 迅天宇 China2006年 “7n” 5N Elkem Norway2007年 “6n” 5NDowChem.,南安三晶 China2008年 5.7N 5.7n 普罗,佳科,银星,BSI,DC，Chn,CAD2009年 6N5.9N 5.9n 普罗,银星,etc.ChinaProgressofMPmethodonPurit13ProgressofMPmethodSilicononPurity

MP法多晶硅在电池效率上的进展（经济规模）时间转换效率衰减后 制造商 国家 备注2006年 16% N/A ELKEM Norway 掺料2007年 16%10~11% 南安三晶 China 单晶2008年6月 13.3~14.5%无 BSI，佳科 CHN,CAN多晶8月16.1%12.8%普罗 CHN 单晶12月 17%N/A 银星 CHN单晶

2009年 4月 16.8%14.5%普罗,CHN单晶 8月17.5%17.0%银星CHN

单晶ProgressofMPmethodSilicon14两张MP法单晶硅片电阻率扫描图比较2008年6月样品2009年4月样品（中山大学太阳能系统所测试）（阿特斯阳光电力有限公司测试）

由图可见，整个硅片电阻率分布更加均匀。两张MP法单晶硅片电阻率扫描图比较15两张MP法单晶硅片少子寿命扫描图比较2008年6月样品2009年4月样品（中山大学太阳能系统所测试）（阿特斯阳光电力有限公司测试）

由图可见，拉单晶引起的环线条纹消失，表示硅片更加平均。两张MP法单晶硅片少子寿命扫描图比较16CVProgressComparation

betweenMPmethodSiliconandSiemensmethodsilicon

MP法多晶硅与西门子法多晶硅在电池效率上的进展比较单晶硅电池时间 西门子法 冶金物理法（衰减后稳定效率）2004年 10~12% --2005年 12~13% -- 2006年 13~14% --2007年 15~16% 10~11% 2008年16~17% 12~14%2009年16.5~18% 15~17%从10%到16%所用的时间 5年 2年

CVProgressComparation

betwe17CVProgressComparation

betweenMPmethodSiliconandSiemensmethodsilicon

MP法多晶硅与西门子法多晶硅在电池效率上的进展比较多晶硅电池时间 西门子法 冶金物理法（衰减后稳定效率）2004年 8~9% --2005年 9~11% -- 2006年 11~12% --2007年 12~14% -- 2008年14~15% 10~14%2009年15~15.5% 14~15%从10%到15%所用的时间 6年 2年

CVProgressComparation

betwe18目录BriefIntroductionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法简介EvolutionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法的进展ImpuritiesanditseffectonSOGsilicon 太阳能级多晶硅的杂质及其对材料性能的影响QualityStabilityAnalysisofMetallurgicalPurifiedSOG 冶金法多晶硅的质量稳定性分析目录BriefIntroductionofMet19ImpuritiesandPerformanceofSolarcells

杂质对太阳能电池的影响完全没有杂质的硅（纯度在7N以上）是无法直接做电池的，必须掺杂。所以，杂质（施主或受主）是必需的。施主或受主杂质的浓度必须在一定的范围内金属杂质的浓度必须小于一定的浓度，不同的金属元素容忍限度不同；碳氧氮等元素可有ppm级的含量，但不能过多。如果硼元素含量过多，会与氧元素复合，形成深能级载流子复合中心，可能导致光致衰减。ImpuritiesandPerformanceof20ComparebetweenMPandSiemens

MP法与西门子法部分经济指标比较Figure Siemens CPMax.Purity 11N 7NEnergy/Kg 160KWh 30KWhCost/Kg 30~40USD 10~20USDInvest/1500t 200milUSD 30milUSDBldg.Period 12~24month 6~8monthWaste hazardous no-----以上数据由普罗新能源有限公司提供ComparebetweenMPandSiemens21PositionofMPmethodSiliconinPVIndustry

MP法提纯多晶硅在光伏产业的地位2010年中，价格下降到每吨20万元人民币，将使光伏组件价格下降到每瓦1美元以下。2012年后，同比销售价格为每吨10万元人民币。成为太阳能级多晶硅的主要生产工艺，同时成为光伏发电摆脱对政府补贴的依赖、进入商业化运营的主要动力。PositionofMPmethodSilicon22目录冶金物理法简介冶金物理法的进展及与西门子法的比较冶金物理法的成本分析冶金物理法多晶硅的衰减与质量稳定性目录冶金物理法简介23QualityStabilityAnalysisofMPmethod

MP法提纯多晶硅的质量稳定性分析冶金物理法由于硅元素自始至终不发生化学反应，只是通过各类的物理化学方法将杂质去除，因此，只能在硅处于凝聚态时进行提纯，所以，与西门子法的气体提纯相比，难度较大，尤其是杂质的不稳定性表现十分明显。冶金物理法的提纯，质量稳定性比纯度要求更加重要，因此，如何解决冶金物理法的质量稳定性，已经成为冶金物理法的最重要的课题。QualityStabilityAnalysisof24衰减原因（均为探索性研究）硼元素过多，氧、铁等杂质未除净。硼多的情况下，受光照后与氧、铁等杂质形成复合体，形成深能级载流子复合中心，降低了载流子浓度，因此降低效率。衰减现象（一年的监测结果）在光照1~2小时后，大量复合，效率下降。之后，效率稳定，有再上升的现象存在。消除衰减的办法：对P型材料，硼元素降低到0.3ppm以下，金属杂质降低到1ppm以下，电阻率到1ohm-cm以上。采用N型材料作为衬底，金属杂质降低到1ppm以下，电阻率到0.5ohm-cm以上。电池工艺改进。

冶金物理法多晶硅的衰减1715衰减原因（均为探索性研究）冶金物理法多晶硅的衰减125ReasonofNon-UniformityinMPmethod

MP法提纯多晶硅的质量不稳定的原因通常，所有的物理冶金法，最后都是通过定向凝固来最终去除金属杂质。定向凝固过程的本质就是将杂质从均匀到不均匀的过程。因此，定向凝固的头部和尾部必然是不均匀的。冶炼过程中，只要有凝固环节，即便不是定向凝固，也会有因偏析现象导致的杂质分布不均匀。由于工艺参数的差异（温度，气体流量，造渣剂剂量，精炼及熔炼时间，反应时间，等等），造成批次之间的差异。原料本身的不均匀性，导致即便在一致工艺条件下，一样可能存在不均匀性。提纯过程中的污染ReasonofNon-UniformityinMP26ImpuritySourceinMPmethod

MP法提纯多晶硅的杂质来源工业硅原料中带来的杂质原料处理时的污染（粉碎，酸洗，搬运等）精炼过程中的污染（造渣剂、坩埚、盛硅器、取样器、其它物料，等）真空熔炼过程中的污染（造渣剂、反应剂、石墨及碳毡挥发、上炉的挥发物造成的交叉污染等）硅锭加工处理时的污染（切割、抛光、切片）ImpuritySourceinMPmethod

M27EnhancingQualityStabilityofMPmethodSilicon

MP法提纯多晶硅的质量稳定性的改进工业硅原料要稳定各个工序必须达到预定的提纯目标，除了纯度外，还要注意减少杂质分布的离散度在每个工序的操作过程中，要杜绝污染（容器、工具、辅料等）每个批次之间的炉内清理要彻底，防止交叉污染成品硅锭或硅块的处理要小心，处理后一定要注意及时清洗。EnhancingQualityStabilityof28EnhancingQualityStabilityofMPmethodSilicon

MP法提纯多晶硅的质量稳定性的改进效果采用前述方法，目前可以保证成品的70%以上达到工艺要求的标准。衰减程度从2008年的30%，已经下降到目前的10%。到2009年底：衰减现象可完全消除铸锭的质量稳定性可完全达到与西门子法多晶硅铸锭同等的程度（80%达标，不需分拣）。EnhancingQualityStabilityof29

2008年5月普罗公司采用MP法提纯的多晶硅制作的

单晶硅电池的参数（天聚公司制造，CSI测试。

）

（平均效率16.64%,衰减后平均效率15.03%）

JscIscVocPmaxFFEFFRs0.034285.093420.620142.424480.7675716.31770.00940.034655.148270.620362.466070.7721416.597590.009550.03445.110720.62052.441330.7698516.431110.009850.034915.187130.62152.455030.7615416.523290.010020.034675.151540.620992.470240.7721816.625690.008860.034685.152370.622262.489210.7763916.753340.009460.034655.147760.622272.46970.7709816.6220.009940.034075.062260.622322.449180.7774316.483920.009750.034665.150120.621032.459790.7690716.555310.010230.034655.147790.621882.479660.7745816.689070.008120.03465.14040.622192.499620.7815416.82340.009050.034595.139970.622052.487590.7780216.742440.009140.03485.170020.621872.504270.7789116.854720.009580.034675.150590.622362.511940.7836316.90630.008112008年5月普罗公司采用MP法提纯的多晶硅制作的30THANKYOU!QUESTION&DISCUSSIONTHANKYOU!31StatusquoofMetallurgicalPurifiedSolarGradePoly-SiliconanditsQualityAnalysis

冶金法太阳能级多晶硅提纯技术现状

与质量分析

BradleyShi

史珺

上海普罗新能源有限公司ProPowerInc.StatusquoofMetallurgicalPu32目录BriefIntroductionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法简介EvolutionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法的进展ImpuritiesanditsaffecttotheSOG 太阳能级多晶硅的杂质及其对材料性能的影响QualityStabilityAnalysisofMetallurgicalPurifiedSOG 冶金法多晶硅的质量稳定性分析目录BriefIntroductionofMet33TechnologyforPoly-CrystallinSiliconProduction

多晶硅提纯技术分类ChemicalRoutine化学法

ChemicalchangeshappentoSiinpurificationprocess提纯过程中硅发生反应

PhysicalRoutine（MetallurgicalRoutine)物理法(冶金法）NochemicalchangehappenstoSiinpurificationprocess

提纯过程中硅不发生反应TechnologyforPoly34ChemicalRoutine化学法ChemicalchangeshappentoSiinpurificationprocess硅发生了化学反应SiemensRoutine西门子法ModifiedSiemensRoutine改良西门子法MainstreamRoutineatpresent目前的主流工艺RegularPurityis9N常规纯度应可达到9NChemicalRoutine化学法Chemical35多晶硅纯度的表示SubstractthecontentofP,B,andMetalsfrom100% 用100%扣除磷、硼、金属杂质后的硅的纯度C,O,Nisabout1~10ppm（无需扣除）含有大约1~10ppm级的碳、氧、氮等元素e.g.,7Npolysilicon,maycontain:B:20ppb,P:50ppb,metals:10ppb;andC:1ppm,O:5ppm,N:1ppm（绝对的硅纯度实际为5N）ButcontentofC,O,Ncouldnotexceedthelimit但C、O、N不能过大。多晶硅纯度的表示Substractthecontent36太阳能所需要的多晶硅纯度Polysiliconwithpurityhigherthan7Ncouldnotbemadeintosolarcelldirectly 7N以上的多晶硅无法用来直接作太阳能电池BorPmustbemixedasdopant须掺入硼或磷ThedopantofBmustbeabout0.25ppm

对太阳能来说，硼的掺杂浓度大约在0.25ppmw

i.e.,forsolarcell,thepuritymustdownto6Nevenusinga11Npoly-silicon

也就是说，在生产太阳能电池时，即便采用11N的高纯硅，也必须掺杂降到6N左右。太阳能所需要的多晶硅纯度Polysiliconwith37ImpuritiesandSolarefficiency

杂质对光电转换效率的影响ImpuritiesandSolarefficienc38DemandofNewTechnology

新工艺的需求Becauseimpuritiesmustaddedtohighpurepoly-siliconfromSiemensmethod,whichmeansenergydoublewaste采用西门子法得出高纯度的硅后，又要掺杂到6N的纯度，意味着能源的双重浪费That’swhythetechnologyofpurifyingsilicondirectlyto6Nisbeingexploredallthetime直接生产6N太阳能多晶硅的工艺开始被人们所探索。MetallurgicalRoutinetopurifythepolysiliconisthemostpromisingroutine

冶金法是被人探索最多，也是目前最被人看好的工艺。

DemandofNewTechnology

新工艺的需39Metallurgical(Physical)Routine

冶金法（物理法）NochemicalchangehappenstoSiinpurificationprocess硅不发生化学反应Hydro-MetallurgicalRoutine湿法冶金法PowdeMetallurgicalRoutine粉末冶金法VacuumRefinery真空熔炼法EnergyBeam(Electron,Ionic)Method能束(电子、离子）法DirectionalSolidification定向凝固OtherMetallurgicalMethods其它冶金法高纯石英直接熔炼、低温熔体萃取等通常的物理冶金法是采用上述手段的组合来达到对硅提纯的目的。Metallurgical(Physical)Rout40ProcessofProPower’sMPRoutine

普罗的冶金法流程<5NPackaging&Delivery包装发货ChosenMaterialLocalVacuum精料原则Arcfurcace矿热炉湿法冶金HydrometallurgyVacuumRefineryEMStirringEnergyBeam真空精炼及铸锭Pyrochemical高温化学硅锭加工CrystalStretchingResistivityScanMinorcarrierLTImpuritiesTest质量测试QC粉末冶金PowderMetallurgySmelting精炼Slagging造渣6N5.5~5.7N3N4~4.5N4NSlicingCellManu-factueringMono-CrystalProcessofProPower’sMPRouti41TheoreticalbasisofMPRoutine

MP法SOG理论基础MechanicsofDiffusionandExtractionreactioninsolid固体扩散萃取反应机理AnalysisandapplicationofHydrophileandhydrophobeinpowdermetallurgy粉末冶金的亲水性和疏水性的分析及应用ResearchofSegregationoninterfacebetweendifferentmatters不同物质界面分凝机理研究Mechanismofphysicalchemicalreactioninslaggingrefinery造渣精炼的物理化学反应机制Principleandapplicationofoxygendispensinginpyro-liquidsilicon液体硅内部高温施氧的原理与应用Researchofatomickineticsonsolid-liquidinterfaceactivityenergy固液界面表面活化能的原子动力学研究Quantummechanicsanalysisofatomsinpyroliquid高温液体原子的量子力学分析Researchonsegregationinsolid-liquidinterfaces液固界面分凝现象和机理研究Mathematicmodelanlysisofheatfieldandcrystalgrowththeory晶体生长理论及各类温场的数学模型分析Researconexistenceformandimpactofimpuritiesinsiliconcrystal杂质在硅晶体内部的存在形式和对晶体的影响的研究Formationmechanismofimpuritiesdeepleveranditsrestrainmethod杂质深能级的形成机制研究及抑制方法

冶金法同样需要在理论上进行重要的突破。TheoreticalbasisofMP42目录BriefIntroductionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法简介EvolutionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法的进展ImpuritiesanditsaffecttotheSOG 太阳能级多晶硅的杂质及其对材料性能的影响QualityStabilityAnalysisofMetallurgicalPurifiedSOG 冶金法多晶硅的质量稳定性分析目录BriefIntroductionofMet43ProgressofMPmethodonPurity

MP法在纯度上的进展（以经济规模）Time LabPurity ProdPurity Mfgrs Country时间 实验室纯度 产品纯度 部分制造商国家2003年 “5n” ---- JFE Japan2004年 “6n” ---- JFE2005年 “6n” ---- 迅天宇 China2006年 “7n” 5N Elkem Norway2007年 “6n” 5NDowChem.,南安三晶 China2008年 5.7N 5.7n 普罗,佳科,银星,BSI,DC，Chn,CAD2009年 6N5.9N 5.9n 普罗,银星,etc.ChinaProgressofMPmethodonPurit44ProgressofMPmethodSilicononPurity

MP法多晶硅在电池效率上的进展（经济规模）时间转换效率衰减后 制造商 国家 备注2006年 16% N/A ELKEM Norway 掺料2007年 16%10~11% 南安三晶 China 单晶2008年6月 13.3~14.5%无 BSI，佳科 CHN,CAN多晶8月16.1%12.8%普罗 CHN 单晶12月 17%N/A 银星 CHN单晶

2009年 4月 16.8%14.5%普罗,CHN单晶 8月17.5%17.0%银星CHN

单晶ProgressofMPmethodSilicon45两张MP法单晶硅片电阻率扫描图比较2008年6月样品2009年4月样品（中山大学太阳能系统所测试）（阿特斯阳光电力有限公司测试）

由图可见，整个硅片电阻率分布更加均匀。两张MP法单晶硅片电阻率扫描图比较46两张MP法单晶硅片少子寿命扫描图比较2008年6月样品2009年4月样品（中山大学太阳能系统所测试）（阿特斯阳光电力有限公司测试）

由图可见，拉单晶引起的环线条纹消失，表示硅片更加平均。两张MP法单晶硅片少子寿命扫描图比较47CVProgressComparation

betweenMPmethodSiliconandSiemensmethodsilicon

MP法多晶硅与西门子法多晶硅在电池效率上的进展比较单晶硅电池时间 西门子法 冶金物理法（衰减后稳定效率）2004年 10~12% --2005年 12~13% -- 2006年 13~14% --2007年 15~16% 10~11% 2008年16~17% 12~14%2009年16.5~18% 15~17%从10%到16%所用的时间 5年 2年

CVProgressComparation

betwe48CVProgressComparation

betweenMPmethodSiliconandSiemensmethodsilicon

MP法多晶硅与西门子法多晶硅在电池效率上的进展比较多晶硅电池时间 西门子法 冶金物理法（衰减后稳定效率）2004年 8~9% --2005年 9~11% -- 2006年 11~12% --2007年 12~14% -- 2008年14~15% 10~14%2009年15~15.5% 14~15%从10%到15%所用的时间 6年 2年

CVProgressComparation

betwe49目录BriefIntroductionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法简介EvolutionofMetallurgicalPurificationofSOG 冶金法的进展ImpuritiesanditseffectonSOGsilicon 太阳能级多晶硅的杂质及其对材料性能的影响QualityStabilityAnalysisofMetallurgicalPurifiedSOG 冶金法多晶硅的质量稳定性分析目录BriefIntroductionofMet50ImpuritiesandPerformanceofSolarcells

杂质对太阳能电池的影响完全没有杂质的硅（纯度在7N以上）是无法直接做电池的，必须掺杂。所以，杂质（施主或受主）是必需的。施主或受主杂质的浓度必须在一定的范围内金属杂质的浓度必须小于一定的浓度，不同的金属元素容忍限度不同；碳氧氮等元素可有ppm级的含量，但不能过多。如果硼元素含量过多，会与氧元素复合，形成深能级载流子复合中心，可能导致光致衰减。ImpuritiesandPerformanceof51ComparebetweenMPandSiemens

MP法与西门子法部分经济指标比较Figure Siemens CPMax.Purity 11N 7NEnergy/Kg 160KWh 30KWhCost/Kg 30~40USD 10~20USDInvest/1500t 200milUSD 30milUSDBldg.Period 12~24month 6~8monthWaste hazardous no-----以上数据由普罗新能源有限公司提供ComparebetweenMPandSiemens52PositionofMPmethodSiliconinPVIndustry

MP法提纯多晶硅在光伏产业的地位2010年中，价格下降到每吨20万元人民币，将使光伏组件价格下降到每瓦1美元以下。2012年后，同比销售价格为每吨10万元人民币。成为太阳能级多晶硅的主要生产工艺，同时成为光伏发电摆脱对政府补贴的依赖、进入商业化运营的主要动力。PositionofMPmethodSilicon53目录冶金物理法简介冶金物理法的进展及与西门子法的比较冶金物理法的成本分析冶金物理法多晶硅的衰减与质量稳定性目录冶金物理法简介54QualityStabilityAnalysisofMPmethod

MP法提纯多晶硅的质量稳定性分析冶金物理法由于硅元素自始至终不发生化学反应，只是通过各类的物理化学方法将杂质去除，因此，只能在硅处于凝聚态时进行提纯，所以，与西门子法的气体提纯相比，难度较大，尤其是杂质的不稳定性表现十分明显。冶金物理法的提纯，质量稳定性比纯度要求更加重要，因此，如何解决冶金物理法的质量稳定性，已经成为冶金物理法的最重要的课题。QualityStabilityAnalysisof55衰减原因（均为探索性研究）硼元素过多，氧、铁等杂质未除净。硼多的情况下，受光照后与氧、铁等杂质形成复合体，形成深能级载流子复合中心，降低了载流子浓度，因此降低效率。衰减现象（一年的监测结果）在光照1~2小时后，大量复合，效率下降。之后，效率稳定，有再上升的现象存在。消除衰减的办法：对P型材料，硼元素降低到0.3ppm以下，金属杂质降低到