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多晶硅铸锭晶体生长技术及设备 昌金铭 　　 一、前言 二、国内外多晶硅结晶炉发展现状 三、多晶硅结晶炉的基本要求 四、多晶硅结晶炉加热技术分析 五、讨论 一、前言 世界光伏产业在各国法规政策推动下，发展快速，最近10年的平均增长率达到41.3%，最近5年的年平均增长率达到49.5%，2007年世界太阳电池产量达到4000.5 MW（ 《中国光伏产业发展研究报告》 ），比2006年增长56.2%。 2007年世界太阳电池安装量达到2826MW（ solarbuzz统计），全球累计安装量已达11.42MW。 2007年，我国太阳电池产量达到1088MW，超过日本（920MW）和欧洲（1062MW），成为世界第一大太阳电池生产国，其中多晶硅锭产量已达到11810吨。 2007年我国组件产量达到1717MWp，组件产量是电池产量的约1.5倍，说明大约50％的组件所用电池是从海外进口的。 随着光伏产业的快速发展，光伏制造设备也越来越受到重视，国外不少光伏制造企业得益于中国光伏企业的迅猛发展，规模扩大，技术提高，盈利直线上升。国内不少企业也纷纷试水光伏设备，取得了一定的成效，特别是多晶硅铸锭炉的生产试制工作，取得了良好的业绩，价格性能比接近甚至超过国外的同行，为我国光伏产业的发展，特别是为光伏电池硅片生产打下了良好的基础。 二、国内外多晶硅结晶炉发展现状 国外很多国家，包括美国、英国、法国、德国、日本等，都制造过多晶硅铸锭炉，目前主要有美国GT SOLAR、德国ALD、 普发拓普、法国ECM等。 目前，我国引进最多的是GT SOALR 的结晶炉。国内的保定英利、江西赛维LDK、浙江精功太阳能都是引进GT SOLAR的结晶炉。从早期160公斤级到前两年的240公斤级，目前容量已增加到450公斤级。 GT SOLAR 结晶炉 特点: 底装料，易于操作 标准模块，易于安装 1炉产量可超过 6.2MW（电池尺寸156 mm X 156mm，转换效率15.5%） 硅锭尺寸: 84 x 84 cm 硅锭重量: 400－450 kg 全自动生产 GT SOLAR 结晶炉 德国普发拓普公司结晶炉 特点： 通过热区六面加热实现高效率，缩短熔化周期； 底部装料系统方便快捷，易于操作和维修； 垂直梯度定向结晶工艺时对加热器的温度进行精确控制从而保证出色的产品质量； 全自动工艺控制，根据不同的原料质量预先选择加热菜单； 提供为优化工艺而进行的可选配置的升级； 技术参数： 坩埚尺寸（宽 x 长 x 高）：720mm x 720mm x 420mm， 840mmx840mmx420mm； 硅锭质量 250 Kg (390 Kg)； 工作温度：最高1550 oC 功率：220 KVA （330 KVA），400V / 3 Ph / 50 Hz 设备占地 (宽 x 长 x 高)：4500mm x 4000mm x 4500mm； 德国普发拓普公司结晶炉 德国ALD公司结晶炉 特点：· 结构独立，可熔炼和结晶400公斤太阳能级硅锭· 工艺过程中无需移动坩埚· 全自动熔炼、结晶和退火· 底部和顶部均配备加热器系统，可控制结晶· 配备可用于工业生产的PLC控制系统· 炉子的硬件和软件均设计有各种经认证的安全设施· 炉子的设计概念使其可以适用于未来升级后的石英坩埚 尺寸· 炉子工艺周期不受坩埚尺寸影响 我国浙江昱辉太阳能有限公司引进了这种炉子。 德国ALD公司结晶炉 国内多晶硅结晶炉的主要生产企业 精功绍兴机电结晶炉 系统组成： 钢结构平台及楼梯部件 真空炉体 加热隔热系统 真空与供气系统 水冷却系统 电源供应与控制系统 特点： 采用行业主流电阻式加热技术，加热迅速，效率高，能耗比较低。 便捷实用。在整个结晶过程中，只有一个部件在运动，简化了设备的操作性和复杂性。 安全可靠。多重安全防护技术，防止硅液溢出时对设备的破坏，保障了人身安全。 主要技术指标： 硅锭重量：２４０公斤 加热功率：１６５ＫＷ 极限真空度：0.005mbar 秦皇岛亿贝科技有限公司结晶炉 特点： 标准240kg－300Kg，最大可达450kg 原料回收率高。上层硅料同四周硅料，均可被使用在下一炉， 三区控温，便于工艺改进。 底装料，方便操作。（底装料，最早是ECM的设计） 截面68x68 cm2，适合切割16块硅块（156x156 mm2）或25块硅块（125x125 mm2）、 240kg重的高度约为225 mm。 北京京运通多晶硅铸锭炉 多晶硅铸锭炉技术参数 ： 硅锭重量