2011年9月9日,由北京有色金属研究总院和宁夏发电集团有限责任公司共同完成的“应用于多晶硅工业化生产的多枪大功率真空电子束熔炼炉的研制”项目通过了中国有色金属工业协会组织的科技成果评价。
太阳能级多晶硅的主要生产工艺有西门子法、流化床法和硅烷法等,关键生产技术为美、日、德三国所垄断。开发具有自主知识产权的太阳能级多晶硅生产设备和工艺是我国光伏产业进一步发展的需要。
近几年,冶金法制备太阳能级多晶硅得到迅猛发展。与改良西门子法比较,冶金法具有低成本、环保等显著优点。利用电子束熔炼去除硅中的磷是冶金法生产太阳能级多晶硅的重要方法。我院在多年研制生产电子束熔炼炉的基础上,抓住这一难得的机遇,与宁夏发电集团有限责任公司一起,共同研制出用于多晶硅工业化生产的多枪大功率真空电子束熔炼。
该熔炼炉是目前国内功率最大的多枪真空电子束熔炼炉,可安装4把电子枪,单枪功率500Kw。在电子枪精度、观察窗清洁、熔炼系统节能降耗等多项关键技术上取得突破。评价专家认为,该项目在多项关键技术上有重大创新,技术难度大,设备结构合理,指标先进,电子枪聚焦性能好,效率高,工艺流程稳定,保证了产品品质,单炉产量500kg;多晶硅中磷杂质含量<0.1ppm,多晶硅电池光电转换率达到16.2%。电子束熔炼炉应用于冶金法生产太阳能级多晶硅,填补国内空白,实现了工业化大生产,生产成本低,综合技术经济指标达到国际领先水平。
该项目符合国家对环保和节能减排的产业政策,有利于大规模生产,对推动我国光伏产业发展和提高国际竞争力有重要作用,市场前景广阔。