太阳能级硅提纯技术与装备

1 太阳能级硅材提纯技术与装备概述

1.1 太阳能光伏技术的发展概况

1.1.1 何谓太阳能光伏技术

1.1.2 太阳的基本物理参数及其他有关参数

1.1.3 太阳能电池发电的基本原理

1.1.4 太阳能电池的种类

1.1.5 太阳能电池能源回收年限

1.1.6 太阳能电池的转换效率

1.1.7 太阳能的优缺点

1.1.8 我国太阳能资源的分布

1.1.9 全球太阳能产业现状和发展前景

1.2 多(单)晶硅太阳能电池制作流程简介

1.2.1 单晶硅硅锭的制备

1.2.2 多晶硅硅锭的制备

1.2.3 多(单)晶硅硅锭切片

1.2.4 电池片的制备

1.3 太阳能级高纯多晶硅制备工业发展概况

2 硅的特性及太阳能级硅杂质的相关标准

2.1 硅的特点及其物理化学性质

2.1.1 工业硅与硅的特点

2.1.2 硅的物理性质

2.1.3 硅的化学性质

2.1.4 工业硅的杂质特性分析

2.1.5 硅的用途

2.2 高纯硅材的等级与太阳能级硅杂质要求

2.2.1 高纯度硅材按使用等级分类

2.2.2 太阳能级多晶硅中杂质的常用表示方法及要求

3 太阳能级硅化学法与冶金法提纯技术的简介

3.1 化学法

3.1.1 化学法基本概念

3.1.2 化学法典型工艺介绍

3.2 冶金法太阳能级硅提纯技术的基本特点

3.2.1 冶金法基本概念

3.2.2 冶金法典型制备工艺

3.2.3 冶金法制备新工艺

3.3 冶金法和化学法工艺对比

3.3.1 冶金法和化学法的制备原理

3.3.2 冶金法与化学法的工艺对比分析

4 对冶金法生产太阳能级硅原料的要求及其处理技术

4.1 我国部分地区优质硅资源的分布概况

4.2 工业硅的生产流程及其工艺特点

4.3 国内外工业硅的企业标准与国家有关标准

4.3.1 我国工业硅的国家标准拟订过程

4.3.2 我国化学工业硅的企业标准

4.3.3 国外工业硅的企业及国家标准

4.4 工业硅的处理技术及研究

4.4.1 工业硅的二次精炼法

4.4.2 湿法提纯工业硅的研究与应用

5 太阳能级硅冶金提纯的物理化学基础概论

5.1 造渣氧化精炼理论基础

5.1.1 造渣剂及其物理化学性质

5.1.2 造渣理论研究

5.1.3 造渣氧化精炼的理论模型

5.2 酸洗提纯理论基础

5.2.1 酸洗原理

5.2.2 酸洗极限

5.3 真空熔炼理论基础

5.3.1 真空熔炼热力学

5.3.2 真空熔炼动力学

5.3.3 电磁感应精炼动力学分析

5.4 定向凝固理论基础

5.4.1 定向凝固基本原理

5.4.2 定向凝固过程传热及工艺参数

5.4.3 定向凝固过程中溶质的分凝

5.5 区域熔炼理论基础

5.5.1 区域熔炼的原理

5.5.2 熔区的稳定性

6 太阳能级硅冶金提纯主体及辅助设备

6.1 工业硅的熔化设备

6.1.1 水冷坩埚悬浮熔炼

6.1.2 多功能中频感应炉熔化设备

6.1.3 电阻炉熔硅设备

6.2 电子束熔炼炉

6.2.1 电子束的发展与应用

6.2.2 电子束精炼的原理与特点

6.2.3 硅在电子束作用下的熔融

6.2.4 电子束熔炼炉

6.2.5 电子束熔炼方式与电子枪

6.2.6 电子束熔炼注意事项与存在的问题

6.3 等离子体熔炼炉

6.3.1 等离子体的性质及其发展应用

6.3.2 等离子体精炼原理与特点

6.3.3 硅在等离子体作用下的熔融

6.3.4 等离子体熔炼炉

6.4 多晶硅铸锭炉

6.4.1 多晶硅铸造生产工艺流程与铸锭炉结构

6.4.2 铸锭炉技术发展现状及存在问题

6.5 太阳能级硅提纯辅助设备

6.5.1 熔融工业硅所用的坩埚及其特点

6.5.2 氮化硅涂层

7 单晶硅与多晶硅铸锭制备工艺技术概述

7.1 单晶硅锭生产技术

7.1.1 直拉法(Czochralski Method)

7.1.2 区熔法(Float Zone Method)

7.2 多晶硅工艺技术

7.2.1 块状铸造多晶硅生长技术

7.2.2 带状铸造多晶硅生长技术

8 定向凝固在太阳能硅生产技术中的应用

8.1 定向凝固在制备太阳能级多晶硅中的作用及特点

8.2 太阳能级多晶硅定向凝固制备方法与工艺

8.2.1 浇铸法

8.2.2 布里奇曼法

8.2.3 热交换法

8.2.4 电磁铸造法

8.2.5 定向凝固系统法

8.3 太阳能级多晶硅定向凝固的研究进展

8.3.1 定向凝固多晶硅和直拉单晶硅的比较

8.3.2 太阳电池用多晶硅定向凝固研究及进展

8.3.3 定向凝固多晶硅生长与控制的数值模拟研究进展

8.4 太阳能级多晶硅的定向凝固特性

8.4.1 太阳能级多晶硅的腐蚀原理与形貌

8.4.2 太阳能级多晶硅柱状晶的生长条件及组织特征

8.4.3 定向凝固过程申多晶硅的凝固界面形态

8.4.4 定向凝固工艺参数对多晶硅凝固组织的影响

8.4.5 太阳能级多晶硅的凝固缺陷与控制

8.5 定向凝固过程硅晶体生长机制的研究

8.5.1 半导体材料申孪晶相关的枝晶生长

8.5.2 熔体生长过程申平行孪晶的形成机制

8.5.3 硅小平面枝晶的生长机制

8.6 定向凝固去除太阳能级硅中的杂质

8.6.1 铸造多晶硅中的主要杂质

8.6.2 杂质去除的基本原理

8.6.3 金属杂质的去除

8.6.4 磷、硼杂质的去除

8.6.5 定向凝固工艺参数对杂质去除的影响

8.7 太阳能级硅定向凝固制备技术存在的问题及改进方向

9 太阳能级硅的检测及其装置

9.1 杂质含量的检测及检测装置

9.1.1 金属杂质的检测及检测装置

9.1.2 非金属杂质的检测及检测装置

9.2 夹杂物与缺陷的检测及检测装置

9.2.1 扫描红外电镜(SIRM)

9.2.2 微波光电导衰减仪(μ-PCD)

9.2.3 电子束诱生电流技术(EBIC)

9.3 晶粒及组织状态的检测与装置

9.4 单晶硅片的检测与装置

9.4.1 硅片电阻率及硅薄膜薄层电阻测定(非接触涡流法)

9.4.2 硅片厚度和总厚度变化测试方法

9.4.3 硅片弯曲度测试方法

9.4.4 硅片抗弯强度测试方法

9.4.5 硅抛光片表面质量目测检验方法

9.4.6 硅片直径测量的千分尺法

9.5 温度测量

9.5.1 热电偶测温

9.5.2 红外测温

9.6 磁场测试

后记

英中文对照

参考文献

《太阳能级硅提纯技术与装备》适应了国内外光伏产业以及硅行业发展环境与趋势，在结合作者自身研究成果的基础上，针对冶金法制备太阳能级硅工艺技术及装备进行了较为系统的阐述。 本书共分为9章，分别讲述太阳能级硅材提纯技术与装备概论；硅的性质以及对太阳能级硅杂质的要求；太阳能级硅化学法与冶金法提纯技术的简介；太阳能级硅原料要求及其处理；太阳能级硅冶金制备的物理化学概论；太阳能级硅冶金提纯主设备及辅助装置；单晶硅与多晶硅铸锭制备工艺技术概述；定向凝固在太阳能级硅生产中的应用；太阳能级硅检测及其检测装置。全书由韩至成负责统稿并担任该书主编。 《太阳能级硅提纯技术与装备》共分9章，内容包括：太阳能级硅材提纯技术与装备概述，硅的特性及太阳能级硅杂质的相关标准，太阳能级硅化学法与冶金法提纯技术的简介，冶金法生产太阳能级硅原料要求及其处理技术，太阳能级硅冶金制备的物理化学基础概论，太阳能级硅冶金提纯主设备及辅助装置，单晶硅与多晶硅铸锭制备工艺技术概述，定向凝固在太阳能级硅生产技术中的应用，太阳能级硅的检测及其装置。本书反映了作者近年来的科研成果，并归纳总结了国内外有关太阳能级硅提纯技术及装备的研究与应用成果。 《太阳能级硅提纯技术与装备》可以作为高等院校冶金材料加工及机电一体化专业本科生、研究生的教学用书，也可以供相关领域的科研工程技术人员及师生参考。本书由韩至成等编著。全书由韩至成负责统稿并担任该书主编。