太阳能电池

太阳能电池板

科技名词定义

中文名称：

太阳能电池板

英文名称： solar cell panel

定义：

由若干个太阳能电池组件按一定方式组装在一块板上的组装件。

所属学科：

电力（一级学科）；可再生能源（二级学科）

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

太阳能电池板主要材料是“硅”，“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。

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太阳能电池板

编辑本段分类

太阳能电池板 Solar panel

分类：晶体硅电池板：多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池。 非晶硅电池板：薄膜太阳能电池、有机太阳能电池。

化学染料电池板：染料敏化太阳能电池。

编辑本段发电系统

太阳能电池板

太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V 或 110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：

（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能，

或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。

（三）蓄电池：一般为铅酸电池，一般有12V 和24V 这两种，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

（四）逆变器：在很多场合，都需要提供AC220V 、AC110V 的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V 、DC24V 、DC48V 。为能向AC220V 的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC 逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC 逆变器，如将24VDC 的电能转换成5VDC 的电能（注意，不是简单的降压）。

晶体硅太阳能电池的制作过程：

晶体硅太阳能电池

“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。20世纪末，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。生产过程大致可分为五个步骤：a 、提纯过程 b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程。 太阳能电池的应用：

太阳能电池板

编辑本段涉及因素

问题1、 太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？ 问题2、 系统的负载功率多大？

问题3、 系统的输出电压是多少，直流还是交流？

问题问题问题问题4、 系统每天需要工作多少小时？ 5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？ 6、 负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？ 7、 系统需求的数量？

编辑本段材料

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。

编辑本段原理

太阳光照在半导体p-n 结上，形成新的空穴-电子对，在p-n 结电场的作用下，空穴由n 区流向p 区，电子由p 区流向n 区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

一、太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

（1） 光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样. 太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10倍. 一座1000MW 的太阳能热电站需要投资

20～25亿美元，平均1kW 的投资为2000～2500美元。因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。

（2） 光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光

能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点. 太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的

电池板原料：玻璃，EVA ，电池片、铝合金壳、包锡铜片、不锈钢支架、蓄电池等

太阳能电池板

编辑本段新型涂层研发成功

美国伦斯勒理工学院研究人员2008年开发出一种新型涂层，将其覆盖在太阳能电池板上能使后者的阳光吸收率提高到96.2%，而普通太阳能电池板的阳光吸收率仅为70%左右。

新涂层主要解决了两个技术难题，一是帮助太阳能电池板吸收几乎全部的太阳光谱，二是使太阳能电池板吸收来自更大角度的太阳光，从而提高了太阳能电池板吸收太阳光的效率。

普通太阳能电池板通常只能吸收部分太阳光谱，而且通常只在吸收直射的太阳光时工作效率较高，因此很多太阳能装置都配备自动调整系统，以保证太阳能电池板始终与太阳保持最有利于吸收能量的角度。

多元化合物太阳电池

除了常用的单晶、多晶、非晶硅电池之外，多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。现在各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种：

a) 硫化镉太阳能电池

b) 砷化镓太阳能电池

c) 铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池)

光伏发电的工作原理

太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。

（3）非晶硅太阳能电池

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，目前国际先进水平为10％左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。

（4）多元化合物太阳电池

多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。现在各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种：a) 硫化镉太阳能电池b) 砷化镓太阳能电池c) 铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池)

Cu(In, Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料，具有梯度能带间隙（导带与价带之间的能级差）多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光谱范围，进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18％，而且，此类薄膜太阳能电池到目前为止，未发现有光辐射引致性能衰退效应（SWE ），其光电转化效率比目前商用的薄膜太阳能电池板提高约50~75%，在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。

编辑本段寿命

现在太阳能电池板厂家提供的数据是包用20年，不是储能的铅酸电池，只是电池板，现在每瓦的价格在国内差不多30-40元，国际价格3.5-3.8美元每瓦。价格是按瓦算的！

编辑本段功率计算方法

太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据用电器的功率，合理选择各部件。下面以100W 输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：

1. 首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗) ：若逆变器的转换效率为90％，则当输出功率为100W 时，则实际需要输出功率应为

100W/90％=111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh。

2. 计算太阳能电池板：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为

555Wh/6h/70%=130W。其中70％是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。

编辑本段发电系统

太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V 或 110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：

（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

（二）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。

（三）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

（四）逆变器：在很多场合，都需要提供220VAC 、110VAC 的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC 、24VDC 、48VDC 。为能向220VAC 的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC 逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC 逆变器，如将24VDC 的电能转换成5VDC 的电能（注意，不是简单的降压）。

编辑本段发展现状

美国伦斯勒理工学院研究人员2008年开发出一种新型涂层，将其覆盖在太阳能电池板上能使后者的阳光吸收率提高到96.2%，而普通太阳能电池板的阳光吸收率仅为70%左右。

新涂层主要解决了两个技术难题，一是帮助太阳能电池板吸收几乎全部的太阳光谱，二是使太阳能电池板吸收来自更大角度的太阳光，从而提高了太阳能电池板吸收太阳光的效率。

普通太阳能电池板通常只能吸收部分太阳光谱，而且通常只在吸收直射的太阳光时工作效率较高，因此很多太阳能装置都配备自动调整系统，以保证太阳能电池板始终与太阳保持最有利于吸收能量的角度

太阳能电池的有关知识

------晶体硅太阳能电池

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源．也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。为此，人们研制和开发了太阳能电池。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：1、硅太阳能电池；2、以无机盐如砷化镓III-V 化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3、功能高分子材料制备的大阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等。不论以何种材料来制作电池，对太阳能电池材料一般的要求有：

1、半导体材料的禁带不能太宽；②要有较高的光电转换效率：3、材料本身对环境不造成污染；4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料，这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。但随着新材料的不断开发和相关技术的发展，以其它村料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。本文简要地综述了太阳能电池的种类及其研究现状，并讨论了太阳能电池的发展及趋势。

1 硅系太阳能电池

1.1 单晶硅太阳能电池

硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是*单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一

13nm 。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合．通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达

23．3％。Kyocera 公司制备的大面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为19．44%，国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发，研制的平面高效单晶硅电池（2cm X 2cm）转换效率达到19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅电池（5cm X 5cm）转换效率达8.6%。

单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困难的。为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。

1．2 多晶硅薄膜太阳能电池

通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350－450μm 的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多。为了节省材料，人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长的硅膜晶粒大小，未能制成有价值的太阳能电池。为了获得大尺寸晶粒的薄膜，人们一直没有停止过研究，并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCVD ）和等离子增强化学气相沉积（PECVD ）工艺。此外，液相外延法（LPPE ）和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。 化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4, 为反应气体, 在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，衬底材料一般选用Si 、SiO2、Si3N4等。但研究发现，在非硅衬底上很难形成较大的晶粒, 并且容易在晶粒间形成空隙。解决这一问题办法是先用 LPCVD在衬底上沉炽一层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜，因此，再结晶技术无疑是很重要的一个环节，目前采用的技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外，另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术，这样制得的太阳能电池转换效率明显提高。德国费莱堡太阳能研究所采用区馆再结晶技术在FZ Si 衬底上制得的多晶硅电池转换效率为19％，日本三菱公司用该法制备电池，效率达16.42%。 液相外延（LPE ）法的原理是通过将硅熔融在母体里，降低温度析出硅膜。美国Astropower 公司采用LPE 制备的电池效率达12．2％。中国光电发展技术中心的

陈哲良采用液相外延法在冶金级硅片上生长出硅晶粒，并设计了一种类似于晶体硅薄膜太阳能电池的新型太阳能电池，称之为“硅粒”太阳能电池，但有关性能方面的报道还未见到。

多晶硅薄膜电池由于所使用的硅远较单晶硅少，又无效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池，因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。

1.3 非晶硅薄膜太阳能电池

开发太阳能电池的两个关键问题就是：提高转换效率和 降低成本。由于非晶硅薄膜太阳能电池的成本低，便于大规模生产，普遍受到人们的重视并得到迅速发展，其实早在70年代初，Carlson 等就已经开始了对非晶硅电池的研制工作, 近几年它的研制工作得到了迅速发展, 目前世界上己有许多家公司在生产该种电池产品。

非晶硅作为太阳能材料尽管是一种很好的电池材料，但由于其光学带隙为1.7eV, 使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率。此外，其光电效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退S 一W 效应，使得电池性能不稳定。解决这些问题的这径就是制备叠层太阳能电池，叠层太阳能电池是由在制备的p 、i 、n 层单结太阳能电池上再沉积一个或多个P-i-n 子电池制得的。叠层太阳能电池提高转换效率、解决单结电池不稳定性的关键问题在于：①它把不同禁带宽度的材科组台在一起，提高了光谱的响应范围；②顶电池的i 层较薄，光照产生的电场强度变化不大，保证i 层中的光生载流子抽出；③底电池产生的载流子约为单电池的一半，光致衰退效应减小；④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。

非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法有很多，其中包括反应溅射法、PECVD 法、LPCVD 法等，反应原料气体为H2稀释的SiH4，衬底主要为玻璃及不锈钢片，制成的非晶硅薄膜经过不同的电池工艺过程可分别制得单结电池和叠层太阳能电池。目前非晶硅太阳能电池的研究取得两大进展：第一、三叠层结构非晶硅太阳能电池转换效率达到13％，创下新的记录；第二. 三叠层太阳能电池年生产能力达5MW 。美国联合太阳能公司（VSSC ）制得的单结太阳能电池最高转换效率为

9．3%，三带隙三叠层电池最高转换效率为13％，见表1

上述最高转换效率是在小面积（0．25cm2）电池上取得的。曾有文献报道单结非晶硅太阳能电池转换效率超过12．5％，日本中央研究院采用一系列新措施，制得的非晶硅电池的转换效率为13．2％。国内关于非晶硅薄膜电池特别是叠层太阳能电池的研究并不多，南开大学的耿新华等采用工业用材料，以铝背电极制备出面积为20X20cm2、转换效率为8．28％的a －Si/a－Si 叠层太阳能电池。 非晶硅太阳能电池由于具有较高的转换效率和较低的成本及重量轻等特点，有着极大的潜力。但同时由于它的稳定性不高，直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅大阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。

2 多元化合物薄膜太阳能电池

为了寻找单晶硅电池的替代品, 人们除开发了多晶硅、非晶硅薄膜太阳能电池外，又不断研制其它材料的太阳能电池。其中主要包括砷化镓III-V 族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。上述电池中，尽管硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代。

砷化镓III-V 化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高的转换效率受到人们的普遍重视。GaAs 属于III-V 族化合物半导体材料，其能隙为1．4eV ，正好为高吸收率太阳光的值，因此，是很理想的电池材料。GaAs 等III-V 化合物薄膜电池的制备主要采用 MOVPE和LPE 技术，其中MOVPE 方法制备GaAs 薄膜电池受衬底位错、反应压力、III-V 比率、总流量等诸多参数的影响。

除GaAs 外，其它III-V 化合物如Gasb 、GaInP 等电池材料也得到了开发。1998年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的GaAs 太阳能电池转换效率为24．2％，为欧洲记录。首次制备的GaInP 电池转换效率为14．7％．见表2。另外，该研究所还采用堆叠结构制备GaAs ，Gasb 电池，该电池是将两个独立的电池堆叠在一起，GaAs 作为上电池，下电池用的是Gasb, 所得到的电池效率达到31．1％。 铜铟硒CuInSe2简称CIC 。CIS 材料的能降为1．leV ，适于太阳光的光电转换, 另外，CIS 薄膜太阳电池不存在光致衰退问题。因此，CIS 用作高转换效率薄膜太阳能电池材料也引起了人们的注目。

CIS 电池薄膜的制备主要有真空蒸镀法和硒化法。真空蒸镀法是采用各自的蒸发源蒸镀铜、铟和硒，硒化法是使用H2Se 叠层膜硒化，但该法难以得到组成均匀的CIS 。CIS 薄膜电池从80年代最初8％的转换效率发展到目前的15％左右。日本松下电气工业公司开发的掺镓的CIS 电池，其光电转换效率为15．3％（面积1cm2）。1995年美国可再生能源研究室研制出转换效率为17．l ％的CIS 太阳能电池，这是迄今为止世界上该电池的最高转换效率。预计到2000年CIS 电池的转换效率将达到20％，相当于多晶硅太阳能电池。

CIS 作为太阳能电池的半导体材料，具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。唯一的问题是材料的来源，由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。

3 聚合物多层修饰电极型太阳能电池

在太阳能电池中以聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制爸的研究方向。其原理是利用不同氧化还原型聚合物的不同氧化还原电势，在导电材料（电极）表面进行多层复合，制成类似无机P －N 结的单向导电装置。其中一个电极的内层由还原电位较低的聚合物修饰，外层聚合物的还原电位较高，电子转移方向只能由内层向外层转移；另一个电极的修饰正好相反，并且第一个电极上两种聚合物的还原电位均高于后者的两种聚合物的还原电位。当两个修饰电极放入含有光敏化剂的电解波中时．光敏化剂吸光后产生的电子转移到还原电位较低的电极上，还原电位较低电极上积累的电子不能向外层聚合物转移，只能通过外电路通过还原电位较高的电极回到电解液，因此外电路中有光电流产生。

由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本底等优势，从而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。

4 纳米晶化学太阳能电池

在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的，但由于成本居高不下，远不能满足大规模推广应用的要求。为此，人们一直不断在工艺、新材料、电池薄膜化等方面进行探索，而这当中新近发展的纳米TiO2晶体化学能太阳能电池受到国内外科学家的重视。

自瑞士Gratzel 教授研制成功纳米TiO2化学大阳能电池以来，国内一些单位也正在进行这方面的研究。纳米晶化学太阳能电池（简称NPC 电池）是由一种在禁带半导体材料修饰、组装到另一种大能隙半导体材料上形成的，窄禁带半导体材料采用过渡金属Ru 以及Os 等的有机化合物敏化染料，大能隙半导体材料为纳米多晶TiO2并制成电极，此外NPC 电池还选用适当的氧化一还原电解质。纳米晶TiO2工作原理：染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态，激发态不稳定，电子快速注入到紧邻的TiO2导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进入TiO2导带中的电于最终进入导电膜, 然后通过外回路产生光电流。

纳米晶TiO2太阳能电池的优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10％以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5－1/10．寿命能达到2O 年以上。但由于此类电池的研究和开发刚刚起步，估计不久的将来会逐步走上市场。

5 太阳能电池的发展趋势

从以上几个方面的讨论可知，作为太阳能电池的材料，III-V 族化合物及CIS 等系由稀有元素所制备，尽管以它们制成的太阳能电池转换效率很高，但从材料来源看，这类太阳能电池将来不可能占据主导地位。而另两类电池纳米晶太阳能电池和聚合物修饰电极太阳能电地存在的问题，它们的研究刚刚起步，技术不是很成熟，转换效率还比较低，这两类电池还处于探索阶段，短时间内不可能替代应系太阳能电池。因此，从转换效率和材料的来源角度讲，今后发展的重点仍是硅太阳能电池特别是多晶硅和非晶硅薄膜电池。由于多晶硅和非晶硅薄膜电池具有较高的转换效率和相对较低的成本，将最终取代单晶硅电池，成为市场的主导产品。

提高转换效率和降低成本是太阳能电池制备中考虑的两个主要因素，对于目前的硅系太阳能电池，要想再进一步提高转换效率是比较困难的。因此，今后研究的重点除继续开发新的电池材料外应集中在如何降低成本上来，现有的高转换效率的太阳能电池是在高质量的硅片上制成的，这是制造硅太阳能电池最费钱的部分。因此，在如何保证转换效率仍较高的情况下来降低衬底的成本就显得尤为重要。也是今后太阳能电池发展急需解决的问题。近来国外曾采用某些技术制得硅

条带作为多晶硅薄膜太阳能电池的基片，以达到降低成本的目的，效果还是比较现想的。

单晶硅

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。

单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。

单晶硅圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。直径越大的圆片，所能刻制的集成电路越多，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体伸长方法的不同，分为直拉法（CZ ）、区熔法（FZ ）和外延法。直拉法、区熔法伸长单晶硅棒材，外延法伸长单晶硅薄膜。直拉法伸长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在Φ3~8英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。目前晶体直径可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于集成电路领域。

由于成本和性能的原因，直拉法（CZ ）单晶硅材料应用最广。在IC 工业中所用的材料主要是CZ 抛光片和外延片。存储器电路通常使用CZ 抛光片，因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片，因其在IC 制造中有更好的适用性并具有消除Latch －up 的能力。

硅片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。

编辑本段研究趋势

日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。中国硅材料工业与日本同时起步，但总体而言，生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为2.5、3、4、5英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。目前，全世界单晶硅的产能为1万吨/年，年消耗量约为6000吨～7000吨。未来几年中，世界单晶硅材料发展将呈现以下发展趋势：

1、微型化

随着半导体材料技术的发展，对硅片的规格和质量也提出更高的要求，适合微细加工的大直径硅片在市场中的需求比例将日益加大。目前，硅片主流产品是200mm ，逐渐向300mm 过渡，研制水平达到400mm ～450mm 。据统计，200mm 硅片的全球用量占60%左右，150mm 占20%左右，其余占20%左右。Gartner 发布的对硅片需求的5年预测表明，全球300mm 硅片将从2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。日、美、韩等国家都已经在1999年开始逐步扩大300mm 硅片产量。据不完全统计，全球目前已建、在建和计划建的300mm 硅器件生产线约有40余条，主要分布在美国和我国台湾等，仅我国台湾就有20多条生产线，其次是日、韩、新及欧洲。%P

世界半导体设备及材料协会（SEMI ）的调查显示，2004年和2005年，在所有的硅片生产设备中，投资在300mm 生产线上的比例将分别为55%和62%，投资额也分别达到130.3亿美元和184.1亿美元，发展十分迅猛。而在1996年时，这一比重还仅仅是零。

2、国际化，集团化，集中化

研发及建厂成本的日渐增高，加上现有行销与品牌的优势，使得硅材料产业形成“大者恒大”的局面，少数集约化的大型集团公司垄断材料市场。上世纪90年代末，日本、德国和韩国（主要是日、德两国）资本控制的8大硅片公司的销量占世界硅片销量的90%以上。根据SEMI 提供的2002年世界硅材料生产商的市场份额显示，Shinetsu 、SUMCO 、Wacker 、MEMC 、Komatsu 等5家公司占市场总额的比重达到89%，垄断地位已经形成。

3、硅基材料

随着光电子和通信产业的发展，硅基材料成为硅材料工业发展的重要方向。硅基材料是在常规硅材料上制作的，是常规硅材料的发展和延续，其器件工艺与硅工艺相容。主要的硅基材料包括SOI （绝缘体上硅）、GeSi 和应力硅。目前SOI 技术已开始在世界上被广泛使用，SOI 材料约占整个半导体材料市场的30%左右，预计到2010年将占到50%左右的市场。Soitec 公司（世界最大的SOI 生产商）的2000年～2010年SOI 市场预测以及2005年各尺寸SOI 硅片比重预测了产业的发展前景。

4、硅片制造技术进一步升级

半导体, 芯片, 集成电路, 设计, 版图, 芯片, 制造, 工艺目前世界普遍采用先进的切、磨、抛和洁净封装工艺，使制片技术取得明显进展。在日本，Φ200mm硅片已有50%采用线切割机进行切片，不但能提高硅片质量，而且可使切割损失减少10%。日本大型半导体厂家已经向300mm 硅片转型，并向0.13μm以下的微细化发展。另外，最新尖端技术的导入，SOI 等高功能晶片的试制开发也进入批量生产阶段。对此，硅片生产厂家也增加了对300mm 硅片的设备投资，针对设计规则的进一步微细化，还开发了高平坦度硅片和无缺陷硅片等，并对设备进行了改进。

硅是地壳中赋存最高的固态元素，其含量为地壳的四分之一，但在自然界不存在单体硅，多呈氧化物或硅酸盐状态。硅的原子价主要为4价，其次为2价；在常温下它的化学性质稳定，不溶于单一的强酸，易溶于碱；在高温下化学性质活泼，能与许多元素化合。

硅材料资源丰富，又是无毒的单质半导体材料，较易制作大直径无位错低微缺陷单晶。晶体力学性能优越，易于实现产业化，仍将成为半导体的主体材料。

多晶硅材料是以工业硅

为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料，是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料，是信息产业和新能源产业最基础的原材料。 编辑本段单晶硅市场发展概况

2007年，中国市场上有各类硅单晶生长设备1500余台，分布在70余家生产企业。2007年5月24日，国家“863”计划超大规模集成电路（IC ）配套材料重大专项总体组在北京组织专家对西安理工大学和北京有色金属研究总院承担的“TDR-150

型单晶炉（12英寸MCZ 综合系统）”完成了验收。这标志着拥有自主知识产权的大尺寸集成电路与太阳能用硅单晶生长设备，在我国首次研制成功。这项产品使中国能够开发具有自主知识产权的关键制造技术与单晶炉生产设备，填补了国内空白，初步改变了在晶体生长设备领域研发制造受制于人的局面。

硅材料市场前景广阔，中国硅单晶的产量、销售收入近几年递增较快，以中小尺寸为主的硅片生产已成为国际公认的事实，为世界和中国集成电路、半导体分立器件和光伏太阳能电池产业的发展做出了较大的贡献

多晶硅

目录

８）硝酸：具有强氧化性。与易燃物(如苯) 和有机物(如糖、纤维素等) 接触会发生剧烈反应，甚至引起燃烧。与碱金属能发生剧烈反应。具有强腐蚀性。

９）氮气：若遇高热，容器内压增大。有开裂和爆炸的危险。

１０）氟化氢：腐蚀性极强。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 １１）氢氧化钠：本品不燃, 具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。

编辑本段利用价值

在太阳能利用上，单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。虽然从目前来讲，要使太阳能发电具有较大的市场，被广大的消费者接受，就必须提高太阳电池的光电转换效率，降低生产成本。从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。 编辑本段工业发展

从工业化发展来看，重心已由单晶向多晶方向发展，主要原因为；[1]可供应太阳电池的头尾料愈来愈少；[2] 对太阳电池来讲，方形基片更合算，通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料；[3]多晶硅的生产工艺不断取得进展，全自动浇铸炉每生产周期（50小时）可生产200公斤以上的硅锭，晶粒的尺寸达到厘米级；[4]由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快，其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产，例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极，采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米，高度达到15微米以上，快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间，单片热工序时间可在一分钟之内完成，采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14％。据报道，目前在50～60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16％。利用机械刻槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17％，无机械刻槽在同样面积上效率达到16％，采用埋栅结构，机械刻槽在130平方厘米的多晶上电池效率达到15.8％。 编辑本段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。

据日本稀有金属杂志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1.2万吨，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6.3万吨。

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，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。

编辑本段国际多晶硅主要技术特征

（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。

编辑本段国内多晶硅产业概况

近年来，在中央政府大力推广新能源政策的支持下，各地方省份也是积极跟进，培养优势产业。江西省抓住机遇，凭借粉石英（硅材料主要原料）储量全国第一的资源优势，出台多方面措施保障光伏产业发展。短短3、4年间，使得一大批光伏产业

编辑本段多晶硅产业发展预测

高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在未来的50年里，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。

随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球对多晶硅的需求增长迅猛，市场供不应求。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15600吨，供不应求。近年来，全球太阳能电池产量快速增加，直接拉动了多晶硅需求的迅猛增长。全球多晶硅由供过于求转向供不应求。受此影响，作为太阳能电池主要原料的多晶硅价格快速上涨。

中国多晶硅工业起步于20世纪50年代，60年代中期实现了产业化，到70年代，生产厂家曾经发展到20多家。但由于工艺技术落后，环境污染严重，消耗大，成本高等原因，绝大部分企业亏损而相继停产或转产。到目前为止，国内有多晶硅生产条件的单位有洛阳中硅高科技有限公司、峨嵋半导体材料厂（所）、四川新光硅业科技有限责任公司、亚洲硅业（青海）有限公司4家企业。

中国集成电路和太阳能电池对多晶硅的需求快速增长，2005年集成电路产业需要电子级多晶硅约1000吨，太阳能电池需要多晶硅约1400吨；到2010年，中国电子级多晶硅年需求量将达到约2000吨，光伏级多晶硅年需求量将达到约4200吨。而中国多晶硅的自主供货存在着严重的缺口，95%以上多晶硅材料需要进口，供应长期受制于人，再加上价格的暴涨，已经危及到多晶硅下游众多企业的发展，成为制约中国信息产业和光伏产业产业发展的瓶颈问题。

由于多晶硅需求量继续加大，在市场缺口加大、价格不断上扬的刺激下，国内涌现出一股搭上多晶硅项目的热潮。多晶硅项目的投资热潮，可以说是太阳能电池市场迅猛发展的必然结果，但中国硅材料产业一定要慎重发展，不能一哄而上；关键是要掌握核心技术，否则将难以摆脱受制于人的局面。

作为高科技产业，利用硅矿开发多晶硅，产业耗能大，电力需求高。目前电价已成为中国大多数硅矿企业亟待突破的瓶颈之一。因此中国大力发展多晶硅产业，亟需在条件成熟的地方制定电价优惠政策，降低成本。

由于需求增加快速，但供给成长有限，预估多晶硅料源的供应2007年将是最严重缺乏的一年，预计到2009年，全世界多晶硅的年需求量将达到6.5万吨。在未来的3至5年间，也就是在中国的“十一五”期间，将是中国多晶硅产业快速发展的黄金时期。

编辑本段多晶硅行业发展的主要问题

产业化差距

同国际先进水平相比，国内多晶硅生产企业在产业化方面的差距主要表现在以下

几个方面：

产能低 供需矛盾突出

2005年中国太阳能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％，无法实现满负荷生产，多晶硅技术和市场仍牢牢掌握在美、日、德国的少数几个生产厂商中，严重制约我国产业发展。

生产规模小

现在公认的最小经济规模为1000吨/年，最佳经济规模在2500吨/年，而我国现阶段多晶硅生产企业离此规模仍有较大的距离。

工艺设备落后

同类产品物料和电力消耗过大，三废问题多，与国际水平相比，国内多晶硅生产物耗能耗高出1倍以上，产品成本缺乏竞争力。

其他

4、千吨级工艺和设备技术的可靠性、先进性、成熟性以及各子系统的相互匹配性都有待生产运行验证，并需要进一步完善和改进。

5、国内多晶硅生产企业技术创新能力不强，基础研究资金投入太少，尤其是非标设备的研发制造能力差。

6、地方政府和企业项目投资多晶硅项目，存在低水平重复建设的隐忧。 7·产生大量污染。

编辑本段行业发展对策与建议

1、发展壮大我国多晶硅产业的市场条件已经基本具备、时机已经成熟，国家相关部门加大对多晶硅产业技术研发，科技创新、工艺完善、项目建设的支持力度，抓住有利时机发展壮大我国的多晶硅产业。

2、支持最具条件的改良西门子法共性技术的实施，加快突破千吨级多晶硅产业化关键技术，形成从材料生产工艺、装备、自动控制、回收循环利用的多晶硅产业化生产线，材料性能接近国际同类产品指标；建成节能、低耗、环保、循环、经济的多晶硅材料生产体系，提高我们多晶硅在国际上的竞争力。

3、依托高校以及研究院所，加强新一代低成本工艺技术基础性及前瞻性研究，建立低成本太阳能及多晶硅研究开发的知识及技术创新体系，获得具有自主知识产权

的生产工艺和技术。

4、政府主管部门加强宏观调控与行业管理，避免低水平项目的重复投资建设，保证产业的有序、可持续发展。

编辑本段多晶硅太阳能充电器

简介

多晶硅太阳能充电器是将光能转换成电能的光电转换设备.

太阳能充电器的原理是:通过光电转换板将光能转换成电能并储藏在内置的容量为2600mAH 的锂电池里, 然后再通过控制电路将内置锂电池的电能经过输出接口给手机, 数码相机,MP3,MP4等产品充电.

在长期无阳光照射的环境下, 也可以通过市电(AC100V-240V)给内置的锂电池充电, 适用于出差, 旅游, 长途乘车船, 野外作业等环境的备用电源.

技术参数

太阳能功率: 0.7W(多晶硅)

市电输入: AC100V--240V

输出电压: DC5V或DC6V(可选)

最大输出电流: DC300-500mA

内置锂电池: 2600mAH

产品重量: 110克

产品尺寸: 120X73X10mm

产品颜色: 红蓝银黑金5种可选

使用说明

为内置锂电充电:采用市电(交流100V--240V) 给内置锂电池充电时, 指示灯显示为绿红, 约6-7个小时左右可以充满, 指示灯熄灭表示电池已充满. 将太阳能充电器放置于阳光下就可以给内部自带的电池充电了. 红灯亮表示正在充电, 在阳光下约几小时可以充满. 因阳光强弱而异.

为产品充电的使用方法:内置锂电池充满后, 就可以给手机, 数码相机,MP3,MP4等数码产品充电了. 用充电连线将太阳能充电器与手机或数码相机MP3,MP4等数码产品连接好就可以充电了. 充电时, 指示灯显示绿色, 表明充电正常.

产品包装及附件.

中性彩盒包装. 内装太阳能充电器1个, 电源适配器1条, 充电输出线1条, 转换头5个(摩托罗拉, 三星, 诺基亚, 西门子, 索爱). 中英文说明书一页.

注意事项

内部设有保护电路, 当出现过载, 短路时保护电路动作, 输出就没有电压了, 解除保护的方法有二: 1,用市电AC100-240V 充电数秒;2 在阳光下晒一下. 这样就可以恢复输出了.

产品特点

1. 特别适用于应急场合

当您在野外作业或旅游, 或者遇到停电时, 太阳能充电器将会帮您的大忙, 使您的手机随时随地保持工作状态, 让您不间断的与您的朋友和家人保持联系.

2. 使用方便

无论何时何地, 您都可以极为方便的给您的手机或其它数码产品充电

3. 高效率充电

给您的手机充电60分钟, 可以获得100-150分钟通话时间

4. 环保, 节约资源

使用绿色能源太阳能, 可为环保作出您的贡献.

5. 外形时尚, 携带方便

造型简洁华贵, 超薄不锈钢外壳设计, 小巧玲珑, 携带方便

6. 使用安全

带有充电过充保护, 有效延长您的手机电池的使用寿命, 使用安全

7. 注意事项:第一次用市电充的时候可能要充久电, 因为电池要个激过过程, 可能要用上10多个小时, 绿灯才会灭. 要充上几次过后, 充电时间才可以慢慢缩短.

编辑本段污垢对多晶硅影响因素

1、油脂：在多晶硅生产过程中，油分子对多晶硅的危害十分严重。实际证明，整个工艺系统几ppm 的油含量就可能造成多晶硅反应速度减慢，产量降低，甚至硅反应停止。因此，多晶硅设备的脱脂工艺尤为重要。

2、水分：水中含有大量的氯离子，氯离子对多晶硅的反应十分敏感。设备及系统干燥工艺很关键。

3、氯离子残留：水和其他溶液在设备表面残留的氯离子对多晶硅影响十分大。因此，在清洗后对设备进行纯水冲洗工艺十分重要。

4、氧化物、灰尘其他杂质：其他污垢的存在，对多晶硅的生产影响也很大。因此，在设备清洗过程中，采用酸洗工艺对其他污垢进行清洗十分必要。

编辑本段最新政策

中华人民共和国工业和信息化部公告

工联电子[2010]137号

为贯彻落实科学发展观，促进多晶硅行业节能降耗、淘汰落后和结构调整，引导行业健康发展，根据国家有关法律法规和产业政策，工业和信息化部、国家发展改革委、环境保护部会同有关部门制定了《多晶硅行业准入条件》，现予以公告。

有关部门在对多晶硅建设项目核准、备案管理、土地审批、环境影响评价、信贷融资、生产许可、产品质量认证等工作中要以本准入条件为依据。

附件：多晶硅行业准入条件

中华人民共和国工业和信息化部

中华人民共和国国家发展和改革委员会

中华人民共和国环境保护部

二〇一〇年十二月三十一日

附件：

多晶硅行业准入条件

为深入贯彻落实科学发展观，规范和引导多晶硅行业健康发展，坚决抑制行业重复建设和产能过剩，根据国家有关法律法规和产业政策，按照优化布局、调整结构、节约能源、降低消耗、保护环境、安全生产的原则，特制订多晶硅行业准入条件。

一、项目建设条件和生产布局

（一）多晶硅项目应当符合国家产业政策、用地政策及行业发展规划，新建和改扩建项目投资中最低资本金比例不得低于30％。严格控制在能源短缺、电价较高的地区新建多晶硅项目，对缺乏综合配套、安全卫生和环保不达标的多晶硅项目不予核准或备案。

（二）在依法设立的基本农田保护区、自然保护区、风景名胜区、饮用水水源保护区，居民集中区、疗养地、食品生产地等环境条件要求高的区域周边1000米内或国家、地方规划的重点生态功能区的敏感区域内，不得新建多晶硅项目。已在上述区域内投产运营的多晶硅项目要根据该区域有关规划，依法通过搬迁、转停产等方式逐步退出。

（三）在政府投资项目核准新目录出台前，新建多晶硅项目原则上不再批准。但对加强技术创新、促进节能环保等确有必要建设的项目，报国务院投资主管部门组织论证和核准。

二、生产规模与技术设备

（一）太阳能级多晶硅项目每期规模大于3000吨/年，半导体级多晶硅项目规模大于1000吨/年。

（二）多晶硅企业应积极采用符合本准入条件要求的先进工艺技术和产污强度小、节能环保的工艺设备以及安全设施，主要工段、设备参数应能实现连续流程在线检测。

三、资源回收利用及能耗

（一）新建多晶硅项目生产占地面积小于6公顷/千吨。现有多晶硅项目应当厉行节约集约用地原则。

（二）太阳能级多晶硅还原电耗小于80千瓦时/千克，到2011年底前小于60千

瓦时/千克。

（三）半导体级直拉用多晶硅还原电耗小于100千瓦时/千克，半导体级区熔用多晶硅还原电耗小于120千瓦时/千克。

（四）还原尾气中四氯化硅、氯化氢、氢气回收利用率不低于98.5%、99%、99%。

（五）引导、支持多晶硅企业以多种方式实现多晶硅-电厂-化工联营，支持节能环保太阳能级多晶硅技术研发，降低成本。

（六）到2011年底前，淘汰综合电耗大于200千瓦时/千克的太阳能级多晶硅生产线。

（七）水资源实现综合回收利用，水循环利用率≥95%。

四、环境保护

（一）新建和改扩建项目应严格执行《环境影响评价法》，依法向有审批权限的环境保护行政主管部门报批环境影响评价文件。按照环境保护“三同时”的要求，建设项目配套环境保护设施并依法申请项目竣工环境保护验收，验收合格后方可投入生产运行。未通过环境评价审批的项目一律不准开工建设。现有企业应依法定期实施清洁生产审核，并通过评估验收，两次审核的时间间隔不得超过三年。

（二）废气

尾气及NOx 、HF 酸雾排放部位均应当配备净化装置，采用溶液吸收法或其他方法对其净化处理，废气排放达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297）和污染物排放总量控制要求。项目所在地有地方标准和要求的，应当执行地方标准和要求。

（三）废水

按照法律、行政法规和国务院环境保护主管部门的规定设置排污口。废水排放应符合国家相应水污染物排放标准要求。凡是向已有地方排放标准的水体排放污染物的，应当执行地方标准。

（四）固体废物

一般工业固体废物的贮存应符合《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599），对产生的四氯化硅等危险废物，应严格执行危险废物相关管理规定。

（五）噪声

厂界噪声符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348）。

五、产品质量

企业应有质量检验机构和专职检验人员，有健全的质量检验管理制度。半导体级多晶硅产品符合国家标准GB/T12963所规定的质量要求，太阳能级多晶硅产品符合国家标准所规定的质量要求。

六、安全、卫生和社会责任

（一）多晶硅项目应当严格遵循职业危害防护设施和安全设施“三同时”制度要求。企业应当遵守《安全生产法》、《职业病防治法》等法律法规，执行保障安全生产的国家标准或行业标准。

（二）企业应当有健全的安全生产组织管理体系，有职工安全生产培训制度和安全生产检查制度。

（三）企业应当遵守《危险化学品安全管理条例》（国务院令第344号）、《危险化学品建设项目安全许可实施办法》（国家安全生产监督管理总局令第8号）、《安全预评价导则》、《危险化学品建设项目安全评价细则（试行）》（安监总危化[2007]255号）及相关规定，依法实施危险化学品建设项目安全许可和危险化学品生产企业安全生产许可，获取《安全生产许可证》后方可投入运行。

（四）企业应当有职业危害防治措施，对重大危险源有检测、评估、监控措施和应急预案，并配备必要的器材和设备。尘毒作业场所达到国家卫生标准。

（五）企业应当遵守国家法律法规，依法参加养老、失业、医疗、工伤等保险，并为从业人员缴足相关保险费用。

七、监督与管理

（一）工业和信息化部负责多晶硅行业管理，商有关部门后以联合公告形式发布符合准入条件的多晶硅企业名单，形成《多晶硅行业准入名单》，实行社会监督、动态管理。

（二）对现有项目：

1. 企业应对照准入条件编制《多晶硅行业准入申请报告》并通过当地工业和信息化主管部门报送工业和信息化部。

2. 省级工业和信息化主管部门负责受理本地区多晶硅企业的申请，按准入条件要求会同同级发展改革部门、环保部门对企业情况进行核实并提出初审意见，附企业申请材料报送工业和信息化部。

3. 工业和信息化部收到申请后，会同有关部门对企业申请材料组织审查，对符合准入条件的企业进行公示，无异议后予以公告。

对不符合准入条件的企业，工业和信息化部通知省级工业和信息化主管部门责令企业整改，整改仍不达标的企业应当逐步退出多晶硅生产。

（三）对新建和改扩建项目：

1. 国务院投资主管部门按照准入条件要求对新建和改扩建项目组织论证和核准。

2. 企业应自投产之日起半年内申请，省级工业和信息化主管部门会同同级发展改革部门、环保部门对其进行检查并提出检查意见，附企业申请材料报送工业和信息化部。工业和信息化部对企业申请材料组织审查，对符合准入条件的企业进行公示，无异议后予以公告。

对不符合准入条件的企业，工业和信息化部通知省级工业和信息化主管部门责令企业整改，整改仍不达标的企业应当停止多晶硅生产。

（四）地方工业和信息化主管部门每年要会同有关部门对本地区企业生产过程中执行准入条件的情况进行监督检查，工业和信息化部组织有关部门对公告企业进行抽查。

（五）公告企业有下列情况，将撤销其公告资格：

1. 填报资料有弄虚作假行为；

2. 拒绝接受监督检查；

3. 不能保持准入条件要求；

4. 发生重大安全和污染责任事故；

5. 违反法律、法规和国家产业政策规定。

（六）对不符合规划布局、生产规模、资源利用、环境保护、安全卫生等要求的多晶硅项目，投资管理部门不予核准和备案，国土资源管理、环境保护、质检、安监等部门不得办理有关手续，金融机构不得提供贷款和其它形式的授信支持。

（七）有关行业协会、产业联盟、中介机构要协助做好准入条件实施工作，组织企业加强协调和自律管理。

八、附则

（一）本准入条件适用于中华人民共和国境内（台湾、香港、澳门地区除外）所有类型的多晶硅企业和项目。

（二）本准入条件涉及的法律法规、国家标准和行业政策若进行修订，按修订后的规定执行。

（三）本准入条件自发布之日起实施，由工业和信息化部负责解释，并根据行业发展情况和宏观调控要求会同有关部门适时进行修订