[00288665]冶金法制备新能源<太阳能级多晶硅关键技术研究及工业示范

课题来源与背景： 中铝宁夏能源集团有限公司于20.0013年1月，向宁夏回族自治区科学技术厅申请了与国家科技支撑计划"高效节能多晶硅大规模清洁生产关键技术研究"项目"冶金法制备新能源<太阳能级多晶硅关键技术研究及工业示范"课题相配套的自治区新能源科技专项项目，该项目得到了科学技术厅的立项批准，并给予了440.00万元资金支持，中铝宁夏能源集团有限公司按照科技攻关计划任务书的内容、进度进行科技研究。 技术原理及性能指标： 技术原理： 冶金法多晶硅制备技术是依据硅材料的基本特性，利用硅与杂质不同的物理化学性质加以分离杂质，得到高纯度的硅材料。由于硅中杂质的性质各不相同，采用单一的工艺过程并不能使工业硅中杂质含量提纯到新能源<太阳能级多晶硅的要求，因而需要组合优化多种冶金工艺，渐次去除硅中的各种杂质。研究突破去除硅中各种有害杂质的核心技术，成为冶金法制备新能源<太阳能级多晶硅技术的关键。 性能指标： 1）项目的质量指标达到：B≤0.00.1ppmw, P≤0.00.1ppmw，C＜0.00.4ppmw，氧＜1ppmw，金属杂质≤0.00.1ppmw，电阻率0.00.8～3.0.00 Ω-cm (P-型)，少子寿命≥3?s。冶金法新能源<太阳能级多晶硅制成的新能源<太阳能电池平均光电转化效率达到17.5%以上。 2）项目的经济指标达到：从硅矿到多晶硅块料，综合工艺电耗为58千瓦时/公斤，多晶硅的直接生产成本为138元/公斤。 技术的创造性与先进性的： 冶金法因其投资少、能耗低、环境友好等特点被认为是能有效降低新能源<太阳能级多晶硅生产成本的技术之一，得到了业界的广泛重视。20.0012年"冶金法新能源<太阳能级多晶硅"被国家工信部列入新材料产业"十二五"重点产品目录。项目以研究解决深度除硼、除磷，有效去除金属杂质和碳氧含量的核心技术问题为基础，开展了低硼磷特制工业硅、渣洗精炼、湿法冶金选择性分离除杂、定向凝固除杂、真空挥发、电子束熔炼等关键技术研究，形成高效清洁冶金法制备新能源<太阳能级多晶硅工艺，优化集成新技术、新工艺、新装备，建设形成了千吨级规模的冶金法制备新能源<太阳能级多晶硅工业示范线，对填补我国冶金法制备新能源<太阳能级多晶硅的产业化空白、实现高效清洁低成本新能源<太阳能级多晶硅的生产、优化我国新能源<太阳能级多晶硅生产的产业结构、强力支撑我国光伏产业的可持续发展具有重要的意义。公司承担的"十二五"国家科技支持计划"高效节能多晶硅大规模清洁生产关键技术研究"项目于20.0014年12月通过科技部组织的专家组的验收，专家组一致认为通过项目关键技术的研究，形成了具有自主知识产权的冶金法新能源<太阳能级多晶硅生产成套工艺及技术装备。 技术的成熟程度，适用范围和安全性： 项目采用碳热还原、渣洗精炼、湿法冶金、定向凝固、电子束熔炼技术，成功将硼、磷、碳、氧、金属杂质降低到新能源<太阳能级多晶硅使用要求，产品品质达到6-7N。形成了具有完全自主知识产权的冶金法制备新能源<太阳能多晶硅工艺技术路线。研究成果形成的冶金法制备新能源<太阳能级多晶硅成套工艺可复制应用，成本、能耗都已降低到目前多晶硅生产的较好水平，具备了市场竞争能力。 新能源<太阳能作为一种可再生绿色能源近些年引起各国高度重视，得到了快速发展。多晶硅是半导体工业、电子信息<其它电子信息产业、新能源<太阳能光伏电池产业的最主要、最基础的功能性材料，单晶硅可作各种晶体管、整流二极管、可控硅、新能源<太阳能电池、集成电路、电子计算机芯片以及红外探测器等。 冶金法新能源<太阳能级多晶硅以低能耗、低成本、无污染和环境友好的生产工艺技术得到国内外的大力研究及发展，将在未来光伏产业的发展占用重要地位。 应用情况及存在的问题： 项目研究成果建成了从硅矿石-特制工业硅-多晶硅-单晶-硅片-电池-组件-光伏单站完整的产业链，形成的产能为110.000.000.00吨/年4N级高纯硅、20.000.000.00吨/年6N级新能源<太阳能级多晶硅、250.00万片/年硅片、10.000.00MWP/年电池片、10.000.00MWP/年电池组件、10.000.00MWP/年跟踪装置项目生产线，用冶金法多晶硅材料制备的新能源<太阳能电池组件应用于新能源<太阳能电站，已经建成的项目装机总量达到113.33MWp。 在本项目成果的基础上需进一步优化工艺、降低成本，加快科技成果的全面实施。 历年获奖情况： 20.0012年0.001月，应用于多晶硅工业化生产的多枪大功率真空电子束熔炼炉的研制获中国有色金属工业科学 技术一等奖 20.0012年11月，电子束制备新能源<太阳能级多晶硅材料的技术及应用获大连市科学技术一等奖 20.0012年12月，冶金法制取新能源<太阳能级多晶硅生产技术研究获宁夏回族自治区科技进步二等奖 20.0012年12月，新能源<太阳能级多晶硅提纯工艺及装备获北京市科学技术三等奖 20.0013年12月，电子束制备新能源<太阳能级多晶硅材料的技术及应用获辽宁省科学技术二等奖