利用新型太陽(yáng)爐生產(chǎn)太陽(yáng)能級(jí)高純硅,這項(xiàng)由中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所特聘研究員陳應(yīng)天教授開(kāi)發(fā)的技術(shù)引起了業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。中國(guó)科學(xué)院院士何祚庥表示,這項(xiàng)世界首創(chuàng)的技術(shù)將使高效廉價(jià)冶煉高純硅成為現(xiàn)實(shí),可望大幅降低光伏發(fā)電成本。
陳應(yīng)天教授創(chuàng)造性地提出了用自主研發(fā)的新型太陽(yáng)爐所特有的“高溫”,加速冶煉提純過(guò)程的設(shè)想。在研發(fā)過(guò)程中,陳應(yīng)天教授等克服了溫度過(guò)高引起硅蒸氣大量損失,坩鍋壽命短且極易造成污染等多重困難,發(fā)明了一種無(wú)坩鍋?zhàn)鳂I(yè)方式,并先后在銀川、鄂爾多斯和武威等地對(duì)太陽(yáng)能煉硅進(jìn)行了多次試驗(yàn)和反復(fù)改進(jìn)。
大量試驗(yàn)證明:利用太陽(yáng)爐這一高溫光源可在2-3秒內(nèi)除去工業(yè)硅中最難去掉的磷和硼元素,達(dá)到太陽(yáng)能級(jí)高純硅含量6個(gè)9的要求。用所得高純硅制成光電池的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到16.5%,而且不會(huì)因太陽(yáng)光的照射造成轉(zhuǎn)化率的衰減。
何祚庥指出,新型太陽(yáng)能冶煉法完全能走向產(chǎn)業(yè)化。一方面,該工藝所消耗的材料是廉價(jià)的工業(yè)硅和高凝土等氧化物,自主研發(fā)的太陽(yáng)爐成本只有國(guó)外同類產(chǎn)品的1/10,且沒(méi)有任何消耗,整個(gè)工藝過(guò)程生產(chǎn)成本很低;另一方面,太陽(yáng)能煉硅所需持續(xù)時(shí)間僅2-3秒,而云層漲落漂移時(shí)間往往長(zhǎng)達(dá)十幾分鐘或幾小時(shí)。
他表示,為大幅度減少冶煉高純硅能耗,降低硅產(chǎn)業(yè)所產(chǎn)生的四氯化硅等污染,用太陽(yáng)能煉硅將是未來(lái)發(fā)展方向。該技術(shù)被曾獲得諾貝爾獎(jiǎng)的國(guó)際友人稱贊為極富創(chuàng)造性的工作。最近,甘肅電力投資公司利用該技術(shù)試產(chǎn)成功后,決定建設(shè)產(chǎn)能為4,000噸/年的生產(chǎn)線。這一決策使得國(guó)內(nèi)不少已預(yù)定要“大干快上”西門子法、硅烷法的企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)而持謹(jǐn)慎觀望態(tài)度。
太陽(yáng)能級(jí)高純硅材料是當(dāng)前光伏產(chǎn)業(yè)應(yīng)用最廣泛的原材料。近一兩年來(lái),國(guó)際市場(chǎng)上太陽(yáng)能級(jí)多晶硅價(jià)格飛速上漲,即使遭受金融危機(jī)打擊,其售價(jià)依然堅(jiān)挺,原因之一就是高純硅的生產(chǎn)耗電量大,每千克多晶硅耗電達(dá)250-450千瓦時(shí),電費(fèi)支出幾乎占到總成本的1/2-3/4。
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