太陽能光伏產(chǎn)業(yè)

前言

目前世界光伏產(chǎn)業(yè)以31.2％的年平均增長率高速發(fā)展，位于全球能源發(fā)電市場增長率的首位，預計到2030年光伏發(fā)電將占世界發(fā)電總量的30％以上，到2050年光伏發(fā)電將成為全球重要的能源支柱產(chǎn)業(yè)。各國根據(jù)這一趨勢，紛紛出臺有力政策或制訂發(fā)展計劃，使光伏市場呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的格局。目前，中國已經(jīng)有各種光伏企業(yè)超過1000家，中國已成為繼日本、歐洲之后的太陽能電池生產(chǎn)大國。2008年，可以說是中國光伏材料產(chǎn)業(yè)里程碑式的一年。由光伏產(chǎn)業(yè)熱潮催生了上游原料企業(yè)的遍地開花。一批新興光伏企業(yè)不斷擴產(chǎn)，各地多晶硅、單晶硅項目紛紛上馬，使得中國光伏產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出繁華景象。發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)，人才是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。硅材料和光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展與人才培養(yǎng)相對滯后的矛盾，造成了越來越多的硅材料及光伏生產(chǎn)企業(yè)人力資源的緊張；人才培養(yǎng)的基礎是課程，而教材對支撐課程質量舉足輕重。作為新開設的專業(yè)，沒有現(xiàn)成的配套教材可資借鑒和參考，編委會根據(jù)硅技術專業(yè)崗位群的需要，依托多家硅材料企業(yè)，聘請企業(yè)的工程技術專家開發(fā)和編寫出了硅材料和光伏行業(yè)的系列教材。本系列教材以光伏材料的主產(chǎn)業(yè)鏈為主線，涉及硅材料基礎、硅材料的檢測、多晶硅的生產(chǎn)、晶體硅的制取、硅片的加工與檢測、光伏材料的生產(chǎn)設備、太陽能電池的生產(chǎn)技術、太陽能組件的生產(chǎn)技術等。本系列教材在編寫中，理論知識方面以夠用實用為原則，淺顯易懂，側重實踐技能的操作。本書集編者多年來從事直拉單晶硅的工藝研究成果和生產(chǎn)實踐中的經(jīng)驗，結合理論基礎，用大量的篇幅和現(xiàn)場照片闡述了直拉單晶硅生產(chǎn)工藝的全過程，以嶄新的面貌奉獻給讀者，以期達到培養(yǎng)實用型人才的目的。本書可作為高職高專太陽能光伏產(chǎn)業(yè)硅材料技術專業(yè)學生的教材，同時可作為企業(yè)對員工的崗位培訓教材，也可作為相關專業(yè)的工程技術人員參考學習。本書由黃有志、王麗主編；參加編寫的人員還有鄧豐、楊岍、唐正林；本書由黃玫、鄧永智主審。參加審稿的老師提出了許多寶貴意見和建議，在此表示衷心的感謝。教材的開發(fā)是一個循序漸進的過程，本系列教材只是一個起步，在編寫過程中難免存在不足之處，懇請社會各界批評指正，編委們將在今后的工作中不斷修改和完善。我們相信，本系列教材的出版發(fā)行，將促進我國硅材料及光伏事業(yè)的進一步發(fā)展。

內容概要

本書共8章，包括：單晶硅的基本知識、直拉單晶爐、直拉單晶爐的熱系統(tǒng)及熱場、晶體生長控制器、原輔材料的準備、直拉單晶硅生長技術、鑄錠多晶硅工藝、摻雜技術等內容。     本書可作為高職高專太陽能光伏產(chǎn)業(yè)硅材料技術專業(yè)的教材，同時也可作為中專、技校和從事單晶硅生產(chǎn)的企業(yè)員工的培訓教材，還可供相關專業(yè)工程技術人員學習參考。

書籍目錄

緒論第1章　單晶硅的基本知識　1.1　晶體和非晶體　1.2　單晶和多晶　1.3　空間點陣和晶胞　1.4　晶面和晶向　1.5　晶體的熔化和凝固　1.6　結晶過程的宏觀特征　1.7　晶核的形成　1.8　二維晶核的形成　1.9　晶體的長大　1.10　生長界面結構模型　習題第2章　直拉單晶爐　2.1　直拉單晶爐設備簡介　2.2　直拉單晶爐的結構　2.3　機械部分　2.4　電氣部分　2.5　直拉單晶爐的工作環(huán)境　習題第3章　直拉單晶爐的熱系統(tǒng)及熱場　3.1　熱系統(tǒng)　3.2　熱系統(tǒng)的安裝與對中　3.3　熱場　3.4　溫度梯度與單晶生長　3.5　熱場的調整　習題第4章　晶體生長控制器　4.1　CGC－101A型晶體生長控制器功能簡介　4.2　CGC－101A型晶體生長控制器的開關狀態(tài)說明　4.3　CGC－101A型晶體生長控制器的鍵盤操作說明5　4.4　CGC－101A型晶體生長控制器參數(shù)設置及定義　4.5　CGC－101A型晶體生長控制器使用說明　習題第5章　原輔材料的準備　5.1　硅原料　5.2　石英坩堝　5.3　摻雜劑與母合金　5.4　其他材料　5.5　原輔材料的腐蝕和清洗　5.6　腐蝕原理及安全防護　5.7　自動硅料清洗機簡介　習題第6章　直拉單晶硅生長技術　6.1　直拉單晶硅工藝流程　6.2　拆爐及裝料　6.3　抽空及熔料　6.4　引晶及放肩　6.5　轉肩及等徑　6.6　收尾及停爐　6.7　拉速、溫校曲線的設定　6.8　堝升速度的計算方法　6.9　異常情況及處理方法　習題第7章　鑄錠多晶硅工藝　7.1　光伏產(chǎn)業(yè)簡介　7.2　鑄錠多晶硅爐的結構　7.3　鑄錠多晶硅工藝流程　7.4　鑄錠多晶硅的優(yōu)缺點　習題第8章　摻雜技術　8.1　雜質　8.2　導電型號　8.3　熔硅中的雜質效應　8.4　雜質的分凝效應　8.5　Keff與K0的關系　8.6　結晶后固相中的雜質分布規(guī)律　8.7　摻雜　習題附錄1　硅的物理化學性質（300K）附錄2　硅中雜質濃度和電阻率關系附錄3　元素周期表附錄4　立方晶系各晶面（或晶向）間的夾角附錄5　無塵室的分級標準參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 單晶硅的基本知識1.7 晶核的形成液體結晶成晶體，總得首先從一個結晶核開始，然后逐步長大成為晶體。這個結晶核稱為晶核。晶核的形成有兩種方式：液體內部由于過冷，自發(fā)生成的叫做自發(fā)晶核；借助于外來固態(tài)物質的幫助，如在籽晶、堝壁、液體中的非溶性雜質等表面上產(chǎn)生的晶核，稱為非自發(fā)晶核。自發(fā)晶核形成的過程如下。晶體熔化后成液態(tài)（熔體），固態(tài)結構被破壞，但在近程范圍內（幾個或幾十個原子范圍內）仍然是動態(tài)規(guī)則排列，即在某一瞬間，近程范圍內的原子排列和晶體一樣有規(guī)則：另一瞬間，某個近程范圍內的原子，由于原子的振動（熱運動）跑走幾個，但在新的近程范圍內仍然是有規(guī)律的排列，因此，液態(tài)結構與固態(tài)和氣態(tài)相比，更接近固態(tài)。晶體的液態(tài)結構和固態(tài)結構比較，液態(tài)時的原子結合力較弱，遠程規(guī)律受到破壞，近程仍然繼續(xù)保持著動態(tài)規(guī)則排列的小集團，這小集團稱作晶體的晶胚。晶胚與晶胚之間位錯密度很大，類似于晶界結構。熔體原子的激烈振動，使得近程有序規(guī)律瞬時出現(xiàn)，瞬時消失。某個瞬間，熔體中某個局部區(qū)域的原子可能在瞬間聚集在一起，形成許多具有晶體結構排列的小集團，這些小集團也可能瞬時散開。

編輯推薦

《太陽能光伏產(chǎn)業(yè):直拉單晶硅工藝技術》為化學工業(yè)出版社出版發(fā)行。

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