单晶和多晶区别

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正极材料单晶和多晶

正极材料单晶和多晶

正极材料单晶和多晶正极材料是锂离子电池中的关键组成部分,其性能直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性能。

正极材料的选择和优化对于提高锂离子电池的性能至关重要。

在正极材料中,单晶和多晶两种结构具有各自的特点和优势。

一、单晶正极材料单晶正极材料是指由单一晶体组成的材料。

单晶材料具有高度有序的晶体结构,其晶粒内部无晶界存在,因此具有较高的电导率和离子扩散速率。

单晶结构的正极材料具有以下特点:1. 较高的电导率:单晶结构的正极材料由于晶粒内部无晶界,电子和离子在晶体内的传输速率较高,从而提高了电池的放电性能和功率密度。

2. 优异的循环寿命:单晶结构的正极材料具有较低的内部应力和较好的结构稳定性,能够有效抑制材料的容量衰减和结构破坏,从而提高了电池的循环寿命。

3. 优越的安全性能:单晶结构的正极材料由于具有较低的内部应力和较好的结构稳定性,能够有效抑制材料的热失控和热失稳现象,提高了电池的安全性能。

二、多晶正极材料多晶正极材料是指由多个晶粒组成的材料。

多晶材料由于晶粒之间存在晶界,其电导率和离子扩散速率相对较低。

多晶结构的正极材料具有以下特点:1. 较低的成本:多晶材料的制备工艺相对简单且成本较低,能够降低电池的制造成本。

2. 较高的比容量:多晶结构的正极材料具有较大的比表面积,能够提供更多的活性物质与锂离子进行反应,从而提高电池的比容量。

3. 较好的可充放电性能:多晶结构的正极材料由于具有较大的比表面积和较好的离子扩散性能,能够提高电池的可充放电性能和循环寿命。

三、单晶与多晶的比较单晶和多晶正极材料各自具有一定的优势和劣势,具体选择应根据电池的要求和应用场景来决定。

一般来说,单晶正极材料适用于对电池放电性能和循环寿命要求较高的场合,如电动汽车、储能系统等;而多晶正极材料适用于对电池比容量和成本要求较高的场合,如移动通信、便携电子设备等。

总结起来,正极材料是锂离子电池中至关重要的组成部分,单晶和多晶两种结构各具特点。

单晶光纤和多晶光纤

单晶光纤和多晶光纤

单晶光纤和多晶光纤
单晶光纤和多晶光纤的区别
作为通信领域中不可或缺的零件,光纤已经成为了人们生活中的
一部分。

当今,光纤主要分为单晶光纤和多晶光纤。

那么,这两种光
纤到底有何区别呢?
首先,单晶光纤的制作需要采用单晶生长技术,从而产生的光纤
为高纯度单晶结构,内部包含一根薄膜,即所谓的“芯”。

该“芯”
实际上就是单晶,也是光信号的主导者,而外部包覆着的是较小折射
率的“包层”,从而使光信号能够以全反射的方式在“芯”中传输。

这种设计使得单晶光纤在信息传输过程中具有较低的损失率和较高的
传输速率,但它价格昂贵。

相比之下,多晶光纤则是采用多晶制备工艺制作的。

其内部存在
许多微晶,采用较低的折射率绕制而成。

多晶光纤相对于单晶光纤的
好处是价格便宜,且在近年来增多的传感应用领域中使用更为广泛。

同时,多晶光纤也具有一些单晶光纤不具备的优势,例如较高的灵活
性和较大的色散,这也意味着多晶光纤可以用于光纤激光器和传感器
等高性能的光纤系统。

但值得注意的是,多晶光纤中的微晶几乎不可避免地造成了信号
衰减和信噪比损失,这是其发展过程中必须解决的问题之一。

同时,
多晶光纤内部的微晶也会导致其所能支持的光功率比单晶光纤低得多,这一点也受到人们的关注。

综上所述,单晶光纤和多晶光纤各有优势。

在选择时,需要考虑
具体的应用场景以及成本等方面的问题。

但无论是单晶光纤还是多晶
光纤,都是光通信技术发展中不可或缺的一部分。

其进步和发展也将
带来更加优质高效的光通信系统,丰富着人们的生活。

单晶光纤和多晶光纤

单晶光纤和多晶光纤

单晶光纤和多晶光纤
单晶光纤和多晶光纤是两种不同的光纤类型,它们在光学性能、制造工艺和应用领域等方面都有所不同。

单晶光纤是由单晶材料制成的光纤,其主要特点是具有高的光学性能和较小的损耗。

单晶光纤的制造工艺相对复杂,需要采用高温熔融法或拉伸法进行制造。

由于单晶光纤的晶体结构非常完整,因此其光学性能非常优异,可以实现高速、高精度的光通信和光传感应用。

此外,单晶光纤还具有较高的抗辐射性能,可以在高辐射环境下稳定工作。

多晶光纤是由多晶材料制成的光纤,其主要特点是制造工艺简单、成本低廉。

多晶光纤的制造工艺主要包括拉伸法、熔融法和化学气相沉积法等。

由于多晶光纤的晶体结构不够完整,因此其光学性能相对较差,损耗较大。

但是,多晶光纤具有较高的强度和韧性,可以在恶劣环境下稳定工作,因此在一些特殊应用领域具有广泛的应用前景。

总的来说,单晶光纤和多晶光纤各有优缺点,应用领域也有所不同。

单晶光纤适用于高精度、高速的光通信和光传感应用,而多晶光纤则适用于一些特殊环境下的应用,如高温、高压、高辐射等。

未来,随着科技的不断发展,单晶光纤和多晶光纤的应用领域将会越来越广泛,为人们的生活和工作带来更多的便利和创新。

单晶和多晶区别

单晶和多晶区别

一,什么是多晶硅?来源:作者:时间:07-07-14 08:29:20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。

多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。

例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。

在化学活性方面,两者的差异极小。

多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别,但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。

一、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家工厂手中,形成技术封锁、市场垄断的状况。

多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。

按纯度要求不同,分为电子级和太阳能级。

其中,用于电子级多晶硅占55%左右,太阳能级多晶硅占45%,随着光伏产业的迅猛发展,太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展,预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。

1994年全世界太阳能电池的总产量只有69MW,而2004年就接近1200MW,在短短的10年里就增长了17倍。

专家预测太阳能光伏产业在二十一世纪前半期将超过核电成为最重要的基础能源之一,世界各国太阳能电池产量和构成比例见表1。

据悉,美国能源部计划到2010年累计安装容量4600MW,日本计划2010年达到5000MW,欧盟计划达到6900MW,预计2010年世界累计安装量至少18000MW。

从上述的推测分析,至2010年太阳能电池用多晶硅至少在30000吨以上,表2给出了世界太阳能多晶硅工序的预测。

单晶硅与多晶硅电池片的区别

单晶硅与多晶硅电池片的区别

由于单晶硅电池片和多晶硅电池片前期生产工艺的不同,它们从外观到电性能都有一些区别。

从外观上看,单晶硅电池片四个角呈圆弧缺角状,表面没有花纹;多晶硅电池片四个角为方角,表面有类似冰花一样的花纹。

单晶硅电池片减反射膜绒面表面颜色一般呈现为黑蓝色,多晶硅电池片减反射膜绒面表面颜色一般呈现为蓝色。

对于使用者来说,相同转换效率的单晶硅电池和多晶硅电池是没有太大区别的。

单晶硅电池和多晶硅电池的寿命和稳定性都很好。

虽然单晶硅电池的平均转换效率比多晶硅电池的平均转换效率高1%左右,但是由于单晶硅太阳电池只能做成准正方形(4个角是圆弧),当组成电池组件时就会有一部分面积填不满。

但多晶硅电池片是正方形,不存在这个问题,因此对于光伏电池组件的效率来讲几乎是一样的。

另外,由于两种电池材料的制造工艺不一样,多晶硅电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅电池少30%左右,所以过去几年多晶硅电池占全球电池总产量的份额越来越大,制造成本也大大小于单晶硅电池,从生产工艺角度看,使用多晶硅电池更节能、更环保。

随着多晶硅电池片制造技术的不断发展,多晶硅电池片的转换效率已经从目前的17%~17.5%,提高到18%以上,也成为高效电池片。

该高效多晶电池片与传统的多晶电池片相比,除了表面颜色变成了黑色,外观上看不出其它差异。

但实际上,这种电池片比传统的电池片,效率高出0.3%~0.7%,而原有多晶硅电池片生产技术,想让其效率提高0.1%都难度很大。

高效多晶电池片的技术原理,就是将原有电池表面较大尺寸的凹坑经过化学刻蚀的方法处理成许多细小的小坑,即在原有电池的纳米结构上生成纳米尺寸小孔,让电池表面的反射率从原来的15%降到5%左右。

对太阳光的利用率提高,电池的效率自然也就提升了。

通过化学反应后得到的电池片材料在外观上呈现黑色,故得名“黑硅”,该项技术也被称为黑硅技术。

尽管如此,从目前的制造技术看,多晶硅电池片的转换效率已经接近实验室水平,要达到18.5%以上比较困难,上升空间有限。

单晶和多晶材料的性质比较

单晶和多晶材料的性质比较

单晶和多晶材料的性质比较材料的性质是指材料在特定条件下所表现出的特性,包括物理性质、化学性质和力学性质等。

在材料科学和工程中,单晶和多晶材料是两种常见的结晶状态。

本文将对这两种结晶状态的材料性质进行比较,并探讨它们在不同领域的应用。

首先,单晶和多晶材料在物理性质上存在一定的差异。

单晶材料具有方向性,其物理性质在不同方向上可能存在差异。

这是由于单晶材料的晶格结构具有一定的对称性。

与之相比,多晶材料的晶界处存在一定的结构不规则性,因此晶体内部的各向同性性较好。

单晶材料的物理性质在特定方向上优于多晶材料,例如单晶材料的热导率和电导率一般较高。

然而,在其他方向上可能存在一定的局限性。

其次,单晶和多晶材料在化学性质上也有所不同。

由于单晶材料的晶格结构一致性较好,其在化学反应中的活性可能会比多晶材料更高。

例如,在催化反应中,单晶金属催化剂由于其晶面的特殊性质,往往能够表现出较高的反应活性。

而多晶材料由于晶界和晶体内部的结构差异,活性可能相对较低。

此外,单晶材料的化学稳定性也较高,更能耐受高温、强酸、强碱等恶劣环境。

再次,单晶和多晶材料在力学性质上也存在差异。

由于单晶材料的晶格结构较为完整,其具有较高的强度和刚度。

单晶金属材料在航空航天、汽车零件等高负荷应力环境下的应用广泛。

然而,多晶材料由于晶界的存在,会造成局部应力集中和移动,因此强度和刚度相对较低。

但是由于多晶材料的韧性较好,其在某些领域如车辆碰撞等需要吸能的应用中具有一定优势。

最后,单晶和多晶材料在应用领域上也有所差异。

由于单晶材料的优异性能,如高温抗氧化性能和高强度,使其广泛应用于航空航天、汽车工业和能源领域。

例如,单晶叶片在航空发动机中的应用可以提高燃烧效率和推力输出。

而多晶材料由于其韧性和成本优势,适用于建筑、电子等领域。

例如,多晶硅被广泛应用于太阳能电池制造中。

综上所述,单晶和多晶材料在性质方面有一定的差异。

单晶材料具有优异的物理、化学和力学性质,但由于其特殊的晶格结构,其应用受到一定限制。

单晶和多晶太阳能电池板的区别和优劣势分析

单晶和多晶太阳能电池板的区别和优劣势分析

单晶和多晶太阳能电池板的区别和优劣势分析导语:目前市场上主流应用的电池板分为:1、单晶太阳能电池板。

2、多晶太阳能电池板。

3、薄膜太阳能电池板。

他们三者的区别在于:1、单晶太阳能电池板单晶硅太阳能电池的光电转换效率为18%左右,最高的达到24%,这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命可达25年。

(如下图,单晶硅的电池板中的电池片四角是圆滑的!有弧度的。

)2、多晶太阳能电池板多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约16%左右。

从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。

从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。

(如下图,多晶的电池片是没有圆角的。

和单晶的很好区分)3、薄膜太阳能电池板非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。

但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,国际先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。

再来看看组成部分:1、钢化玻璃,2、EV A 3、电池片4、EV A 5、背板6、铝合金保护层压件7、接线盒8、硅胶。

具体这些部件的作用是什么,让我们另外单独讲。

1、单晶太阳能电池板单晶电池板组成部件是一样的,只是它的电池片是单晶硅制作而成。

(Q:单晶硅是什么?A:硅的单晶体。

具有基本完整的点阵结构的晶体。

不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。

纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。

用于制造半导体器件、太阳能电池等。

用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。

) , 单晶硅的优势在于转换率比多晶硅高,在相同的面积下,能发更多电!降低了土地租金和支架成本。

关于单晶体和多晶体力学性能的探讨

关于单晶体和多晶体力学性能的探讨

关于单晶体和多晶体力学性能的探讨单晶体和多晶体是固体材料中两种常见的晶体结构,它们在力学性能上有着明显的差异。

本文将探讨单晶体和多晶体的力学性能,分析其差异产生的原因以及在材料工程中的应用。

一、单晶体的力学性能单晶体是指晶粒内部完全具有同一方向的晶体结构。

它具有以下几个显著特点:1. 各向异性:单晶体在不同方向上具有明显的差异性,即使在同一晶格内,不同晶面的性质也会存在明显区别。

这导致单晶体具有明显的各向异性,使得其在不同方向上的力学性能差异很大。

2. 高强度:由于单晶体的结构完全一致,使得其在某些方向上具有极高的强度。

在金属单晶体中,沿着其最密堆积方向(111方向)具有最高的强度,而在其他方向上强度较低。

3. 脆性:单晶体材料在某些方向上表现出明显的脆性特性,易发生晶格内部的层错和滑移,导致材料的破裂。

2. 较低的强度:由于多晶体中存在不同方向的晶体结构,使得其整体强度相对较低。

而且在晶界处容易发生屈服和变形,导致材料的强度降低。

3. 韧性:多晶体材料相对于单晶体具有较高的韧性。

其晶格不规则分布使得材料在受力时能够较好地承受变形,具有一定的延展性和韧性。

三、差异产生的原因单晶体和多晶体在力学性能上的差异主要源于其晶体结构的不同。

单晶体具有完全一致的晶体结构,各向异性明显,而多晶体内部由多个晶粒组成,因此具有各向同性。

这种结构的差异导致了单晶体和多晶体在应力-应变关系、屈服特性和断裂行为等方面的显著差异。

多晶体中的晶界对材料的力学性能也有着重要影响。

晶界是晶粒之间的交界面,其存在导致了晶粒之间的位错和变形相互作用,影响了材料的强度和变形行为。

晶界对材料的断裂韧性和抗疲劳性能也有着重要的影响。

四、单晶体和多晶体在材料工程中的应用单晶体和多晶体在材料工程中具有不同的应用领域和方法。

单晶体由于其各向异性和高强度,常用于制造高性能的晶体管、涡轮叶片、激光晶棒等高要求的机械零部件。

利用单晶体材料的各向异性,可以使得零部件在受力时具有更高的强度和稳定性。

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单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则形成单晶硅。

如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。

多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。

例如在力学性质、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。

多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。

单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。

大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。

目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。

单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。

→SiHCL3(经过粗馏精馏)→高纯SiHCL3(和H2反应CVD工艺)→高纯多晶硅国内的多晶硅单价主要看纯度,纯度在9个9的很少,价格应该在2500以上了!详细价格不定,单晶硅生产工艺主要有两种,一种是直拉法,一种是区熔法。

工艺的介绍也可以在网上找得到。

单晶硅片的单价是论片算,不会按吨算的,这里还要区分是太阳能级还是IC级,这里我只知道关于6寸太阳能级硅片,每片价格在53元左右单晶硅的制造方法和设备1、一种单晶硅压力传感器制造方法及其结构2、单晶硅生产装置3、制造单晶硅的设备4、单晶硅直径测定法及其设备5、单晶硅直径控制法及其设备【单晶硅】英文名:Monocrystalline silicon分子式:Si硅的单晶体。

具有基本完整的点阵结构的晶体。

不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。

纯度要求达到%,甚至达到%以上。

用于制造半导体器件、太阳能电池等。

用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。

熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加,有显着的半导电性。

超纯的单晶硅是本征半导体。

在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体;如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体。

单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。

单晶硅主要用于制作半导体元件。

用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。

其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。

由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势,近三十年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。

单晶硅建设项目具有巨大的市场和广阔的发展空间。

在地壳中含量达%的硅元素,为单晶硅的生产提供了取之不尽的源泉。

近年来,各种晶体材料,特别是以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展,成为当代信息技术产业的支柱,并使信息产业成为全球经济发展中增长最快的先导产业。

单晶硅作为一种极具潜能,亟待开发利用的高科技资源,正引起越来越多的关注和重视。

【多晶硅】polycrystalline silicon性质:灰色金属光泽。

密度~。

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。

电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。

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。

多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。

例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显着,甚至于几乎没有导电性。

在化学活性方面,两者的差异极小。

多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别,但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。

一、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家工厂手中,形成技术封锁、市场垄断的状况。

多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。

按纯度要求不同,分为电子级和太阳能级。

其中,用于电子级多晶硅占55%左右,太阳能级多晶硅占45%,随着光伏产业的迅猛发展,太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展,预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。

1994年全世界太阳能电池的总产量只有69MW,而2004年就接近1200MW,在短短的10年里就增长了17倍。

专家预测太阳能光伏产业在二十一世纪前半期将超过核电成为最重要的基础能源之一。

据悉,美国能源部计划到2010年累计安装容量4600MW,日本计划2010年达到5000MW,欧盟计划达到6900MW,预计2010年世界累计安装量至少18000MW。

从上述的推测分析,至2010年太阳能电池用多晶硅至少在30000吨以上,表2给出了世界太阳能多晶硅工序的预测。

据国外资料分析报道,世界多晶硅的产量2005年为28750吨,其中半导体级为20250吨,太阳能级为8500吨,半导体级需求量约为19000吨,略有过剩;太阳能级的需求量为15000吨,供不应求,从2006年开始太阳能级和半导体级多晶硅需求的均有缺口,其中太阳能级产能缺口更大。

据日本稀有金属杂质2005年11月24日报道,世界半导体与太阳能多晶硅需求紧张,主要是由于以欧洲为中心的太阳能市场迅速扩大,预计2006年,2007年多晶硅供应不平衡的局面将为愈演愈烈,多晶硅价格方面半导体级与太阳能级原有的差别将逐步减小甚至消除,2005年世界太阳能电池产量约1GW,如果以1MW用多晶硅12吨计算,共需多晶硅是万吨,2005-2010年世界太阳能电池平均年增长率在25%,到2010年全世界半导体用于太阳能电池用多晶硅的年总的需求量将超过万吨。

世界多晶硅主要生产企业有日本的Tokuyama、三菱、住友公司、美国的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司,德国的Wacker公司等,其年产能绝大部分在1000吨以上,其中Tokuyama、Hemlock、Wacker三个公司生产规模最大,年生产能力均在3000-5000吨。

国际多晶硅主要技术特征有以下两点:(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;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纯度硅;高纯度SiO2直接制取;熔融析出法(VLD:Vaper to liquid deposition);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。

二、国内多晶硅产业概况我国集成电路的增长,硅片生产和太阳能电池产业的发展,大大带动多晶硅材料的增长。

太阳能电池用多晶硅按每生产1MW多晶硅太阳能电池需要11-12吨多晶硅计算,我国2004年多晶、单晶太阳能电池产量为,多晶硅用量为678吨左右,而实际产能已达70MW左右,多晶硅缺口达250吨以上。

到2005年底国内太阳能电池产能达到300MW,实际能形成的产量约为110MW,需要多晶硅1400吨左右,预测到2010年太阳能电池产量达300MW,需要多晶硅保守估计约4200吨,因此太阳能电池的生产将大大带动多晶硅需求的增加,见表3。

2005年中国太阳能电池用单晶硅企业开工率在20%-30%,半导体用单晶硅企业开工率在80%-90%,都不能满负荷生产,主要原因是多晶硅供给量不足所造成的。

预计多晶硅生产企业扩产后的产量,仍然满足不了快速增长的需要。

2005年全球太阳能电池用多晶硅供应量约为10448吨,而2005年太阳能用硅材料需求量约为22881吨,如果太阳能电池用多晶硅需求量按占总需求量的65%计,则太阳能电池用多晶硅需求量约为14873吨,这样全球太阳能电池用多晶硅的市场缺口达4424吨。

2005年半导体用多晶硅短缺6000吨,加上太阳能用多晶硅缺口4424吨,合计10424吨,供给严重不足,导致全球多晶硅价格上涨。

目前多晶硅市场的持续升温,导致各生产厂商纷纷列出了扩产计划,根据来自国际光伏组织的统计,至2008年全球多晶硅的产能将达49550吨,至2010年将达58800吨。

预计到2010年全球多晶硅需求量将达85000吨,缺口26200吨。

从长远来看,考虑到未来石化能源的短缺和各国对太阳能产业的大力支持,需求将持续增长。

根据欧洲光伏工业联合会的2010年各国光伏产业发展计划预计,届时全球光伏产量将达到15GW (1GW=1000MW),设想其中60%使用多晶硅为原材料,如果技术进步每MW消耗10吨多晶硅,保守估计全球至少需要太阳能多晶硅5万吨以上。

我国多晶硅工业起步于五、六十年代中期,生产厂多达20余家,生由于生产技术难度大,生产规模小,工艺技术落后,环境污染严重,耗能大,成本高,绝大部分企业亏损而相继停产和转产,到1996年仅剩下四家,即峨眉半导体材料厂(所),洛阳单晶硅厂、天原化工厂和棱光实业公司,合计当年产量为吨,产能与生产技术都与国外有较大的差距。

1995年后,棱光实业公司和重庆天原化工厂相继停产。

现在国内主要多晶硅生产厂商有洛阳中硅高科技公司、四川峨眉半导体厂和四川新光硅业公司、到2005年底,洛阳中硅高科技公司300吨生产线已正式投产,二期扩建1000吨多晶硅生产线也同时破土动工,河南省计划将其扩建到3000吨规模,建成国内最大的硅产业基地。

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