對于以硅片為基底的光伏電池來說,晶體硅(c-Si)原料和切割成本在電池總成本中占據(jù)了的部分。光伏電池生產(chǎn)商可以通過在切片過程中節(jié)約硅原料來降低成本。降低截口損失可以達到這個效果,截口損失主要和切割線直徑有關(guān),是切割過程本身所產(chǎn)生的原料損失。提升機臺產(chǎn)量。讓硅片變得更薄同樣可以減少硅原料消耗。在過去的十多年中,硅片厚度將變成 100μm. 減少硅片厚度帶來的效益是驚人的,從330μm 到 130μm,光伏電池制造商多可以降低總體硅原料消耗量多達60%。
在光伏領(lǐng)域,線鋸技術(shù)的進步縮小了硅片厚度并降低了切割過程中的材料損耗,從而減少了太陽能電力的硅材料消耗量。(因此,線鋸技術(shù)對于降低太陽能每瓦成本并終促使其達到電網(wǎng)平價起到了至關(guān)重要的作用。的線鋸技術(shù)帶來了很多創(chuàng)新,提高了生產(chǎn)力并通過更薄的硅片減少了硅材料的消耗。
多晶硅(polycrystalline silicon)有灰色金屬光澤,密度2.32~2.34g/cm3。熔點1410℃。沸點2355℃。溶于氫氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和鹽酸。硬度介于鍺和石英之間,室溫下質(zhì)脆,切割時易碎裂。加熱至800℃以上即有延性,1300℃時顯出明顯變形。常溫下不活潑,高溫下與氧、氮、硫等反應(yīng)。高溫熔融狀態(tài)下,具有較大的化學(xué)活潑性,能與幾乎任何材料作用。具有半導(dǎo)體性質(zhì),是極為重要的優(yōu)良半導(dǎo)體材料,但微量的雜質(zhì)即可大大影響其導(dǎo)電性。電子工業(yè)中廣泛用于制造半導(dǎo)體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎(chǔ)材料。由干燥硅粉與干燥氯化氫氣體在一定條件下氯化,再經(jīng)冷凝、精餾、還原而得。
多晶硅生產(chǎn)過程中主要危險、有害物質(zhì)中氯氣、氫氣、三氯氫硅、氯化氫等主要危險特性有:
1)氫氣:與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱或明火即會發(fā)生爆炸。氣體比空氣輕,在室內(nèi)使用和儲存時,漏氣上升滯留屋頂不易排出,遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應(yīng)。
2)氧氣:助燃物、可燃物燃燒爆炸的基本要素之一,能氧化大多數(shù)活性物質(zhì)。與易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。
3)氯:有刺激性氣味,能與許多化學(xué)品發(fā)生爆炸或生成爆炸性物質(zhì)。幾乎對金屬和非金屬都起腐蝕作用。屬高毒類。是一種強烈的刺激性氣體。
4)氯化氫:無水氯化氫無腐蝕性,但遇水時有強腐蝕性。能與一些活性金屬粉末發(fā)生反應(yīng),放出氫氣。遇氰化物能產(chǎn)生劇毒的氰化氫氣體。
5)三氯氫硅:遇明火強烈燃燒。受高熱分解產(chǎn)生有毒的氯化物氣體。與氧化劑發(fā)生反應(yīng),有燃燒危險。極易揮發(fā),在空氣中發(fā)煙,遇水或水蒸氣能產(chǎn)生熱和有毒的腐蝕性煙霧。燃燒(分解)產(chǎn)物:氯化氫、氧化硅。
6)四氯化硅:受熱或遇水分解放熱,放出有毒的腐蝕性煙氣。
7)氫氟酸:腐蝕性極強。遇H發(fā)泡劑立即燃燒。能與普通金屬發(fā)生反應(yīng),放出氫氣而與空氣形成爆炸性混合物。
8)硝酸:具有強氧化性。與易燃物(如苯)和有機物(如糖、纖維素等)接觸會發(fā)生劇烈反應(yīng),甚至引起燃燒。與堿金屬能發(fā)生劇烈反應(yīng)。具有強腐蝕性。
9)氮氣:若遇高熱,容器內(nèi)壓增大。有開裂和爆炸的危險。
10)氟化氫:腐蝕性極強。若遇高熱,容器內(nèi)壓增大,有開裂和爆炸的危險。