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(zhǎng)率高速發(fā)展，位于全球能源發(fā)電市場(chǎng)增長(zhǎng)率的首位，預(yù)計(jì)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(shì)，紛紛出臺(tái)有力政策或制訂發(fā)展計(jì)劃，使光伏市場(chǎng)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(kuò)產(chǎn)，各地多晶硅、單晶硅項(xiàng)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)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(duì)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(chǔ)是課程，而教材對(duì)支撐課程質(zhì)量舉足輕重。作為新開設(shè)的專業(yè)，沒有現(xiàn)成的配套教材可資借鑒和參考，編委會(huì)根據(jù)硅技術(shù)專業(yè)崗位群的需要，依托多家硅材料企業(yè)，聘請(qǐng)企業(yè)的工程技術(shù)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(chǔ)、硅材料的檢測(cè)、多晶硅的生產(chǎn)、晶體硅的制取、硅片的加工與檢測(cè)、光伏材料的生產(chǎn)設(shè)備、太陽能電池的生產(chǎn)技術(shù)、太陽能組件的生產(chǎn)技術(shù)等。本系列教材在編寫中，理論知識(shí)方面以夠用實(shí)用為原則，淺顯易懂，側(cè)重實(shí)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(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合理論基礎(chǔ)，用大量的篇幅和現(xiàn)場(chǎng)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(xiàn)給讀者，以期達(dá)到培養(yǎng)實(shí)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(shù)專業(yè)學(xué)生的教材，同時(shí)可作為企業(yè)對(duì)員工的崗位培訓(xùn)教材，也可作為相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考學(xué)習(xí)。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(gè)循序漸進(jìn)的過程，本系列教材只是一個(gè)起步，在編寫過程中難免存在不足之處，懇請(qǐng)社會(huì)各界批評(píng)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(jìn)我國硅材料及光伏事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

內(nèi)容概要

本書共8章，包括：?jiǎn)尉Ч璧幕局R(shí)、直拉單晶爐、直拉單晶爐的熱系統(tǒng)及熱場(chǎng)、晶體生長(zhǎng)控制器、原輔材料的準(zhǔn)備、直拉單晶硅生長(zhǎng)技術(shù)、鑄錠多晶硅工藝、摻雜技術(shù)等內(nèi)容。     本書可作為高職高專太陽能光伏產(chǎn)業(yè)硅材料技術(shù)專業(yè)的教材，同時(shí)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(xùn)教材，還可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

緒論第1章　單晶硅的基本知識(shí)　1.1　晶體和非晶體　1.2　單晶和多晶　1.3　空間點(diǎn)陣和晶胞　1.4　晶面和晶向　1.5　晶體的熔化和凝固　1.6　結(jié)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(zhǎng)大　1.10　生長(zhǎng)界面結(jié)構(gòu)模型　習(xí)題第2章　直拉單晶爐　2.1　直拉單晶爐設(shè)備簡(jiǎn)介　2.2　直拉單晶爐的結(jié)構(gòu)　2.3　機(jī)械部分　2.4　電氣部分　2.5　直拉單晶爐的工作環(huán)境　習(xí)題第3章　直拉單晶爐的熱系統(tǒng)及熱場(chǎng)　3.1　熱系統(tǒng)　3.2　熱系統(tǒng)的安裝與對(duì)中　3.3　熱場(chǎng)　3.4　溫度梯度與單晶生長(zhǎng)　3.5　熱場(chǎng)的調(diào)整　習(xí)題第4章　晶體生長(zhǎng)控制器　4.1　CGC－101A型晶體生長(zhǎng)控制器功能簡(jiǎn)介　4.2　CGC－101A型晶體生長(zhǎng)控制器的開關(guān)狀態(tài)說明　4.3　CGC－101A型晶體生長(zhǎng)控制器的鍵盤操作說明5　4.4　CGC－101A型晶體生長(zhǎng)控制器參數(shù)設(shè)置及定義　4.5　CGC－101A型晶體生長(zhǎng)控制器使用說明　習(xí)題第5章　原輔材料的準(zhǔn)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(hù)　5.7　自動(dòng)硅料清洗機(jī)簡(jiǎn)介　習(xí)題第6章　直拉單晶硅生長(zhǎng)技術(shù)　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(zhuǎn)肩及等徑　6.6　收尾及停爐　6.7　拉速、溫校曲線的設(shè)定　6.8　堝升速度的計(jì)算方法　6.9　異常情況及處理方法　習(xí)題第7章　鑄錠多晶硅工藝　7.1　光伏產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)介　7.2　鑄錠多晶硅爐的結(jié)構(gòu)　7.3　鑄錠多晶硅工藝流程　7.4　鑄錠多晶硅的優(yōu)缺點(diǎn)　習(xí)題第8章　摻雜技術(shù)　8.1　雜質(zhì)　8.2　導(dǎo)電型號(hào)　8.3　熔硅中的雜質(zhì)效應(yīng)　8.4　雜質(zhì)的分凝效應(yīng)　8.5　Keff與K0的關(guān)系　8.6　結(jié)晶后固相中的雜質(zhì)分布規(guī)律　8.7　摻雜　習(xí)題附錄1　硅的物理化學(xué)性質(zhì)（300K）附錄2　硅中雜質(zhì)濃度和電阻率關(guān)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 單晶硅的基本知識(shí)1.7 晶核的形成液體結(jié)晶成晶體，總得首先從一個(gè)結(jié)晶核開始，然后逐步長(zhǎng)大成為晶體。這個(gè)結(jié)晶核稱為晶核。晶核的形成有兩種方式：液體內(nèi)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(zhì)的幫助，如在籽晶、堝壁、液體中的非溶性雜質(zhì)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(jié)構(gòu)被破壞，但在近程范圍內(nèi)（幾個(gè)或幾十個(gè)原子范圍內(nèi)）仍然是動(dòng)態(tài)規(guī)則排列，即在某一瞬間，近程范圍內(nèi)的原子排列和晶體一樣有規(guī)則：另一瞬間，某個(gè)近程范圍內(nèi)的原子，由于原子的振動(dòng)（熱運(yùn)動(dòng)）跑走幾個(gè)，但在新的近程范圍內(nèi)仍然是有規(guī)律的排列，因此，液態(tài)結(jié)構(gòu)與固態(tài)和氣態(tài)相比，更接近固態(tài)。晶體的液態(tài)結(jié)構(gòu)和固態(tài)結(jié)構(gòu)比較，液態(tài)時(shí)的原子結(jié)合力較弱，遠(yuǎn)程規(guī)律受到破壞，近程仍然繼續(xù)保持著動(dòng)態(tài)規(guī)則排列的小集團(tuán)，這小集團(tuán)稱作晶體的晶胚。晶胚與晶胚之間位錯(cuò)密度很大，類似于晶界結(jié)構(gòu)。熔體原子的激烈振動(dòng)，使得近程有序規(guī)律瞬時(shí)出現(xiàn)，瞬時(shí)消失。某個(gè)瞬間，熔體中某個(gè)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(jié)構(gòu)排列的小集團(tuán)，這些小集團(tuán)也可能瞬時(shí)散開。

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

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