太阳能级多晶硅的特征及标准

　　　　太阳能级多晶硅(solar grade silicon)是指能被直接用来生产市场接受的太阳电池的硅材料。

　　这个名称的出现是相对于电子级多晶桂（semiconductor grade silicon),也被称作半导体级多晶硅（semiconductor grade silicon)而言的。

　　在目前常规晶体硅电池的工艺技术及电池效率条件下，太阳电池对多晶硅纯度的要求没有半导体产业那么高，因而在晶体硅电池的生产中使用的硅料的种类和来源也多种多样。除了原生多晶硅(virgin silicon)外（即用化学提纯工艺直接生产，还没有被用过 的硅料），还有半导体加工中的边角废料，如拉单晶的锅底料，破碎硅片，集成电路工艺过程的不合格品，等等。

　　另外，还有用物理提纯方法（即从金属硅不经过化合物过程而冶金提纯的方法)提纯的桂料，如UMG桂料（upgraded metallurgical silicon)。 我们这节主要讲太阳能发电原生多晶硅相关的产品和生产技术。

　　太阳能级多晶硅的品质主要由其纯度来决定。衡量多晶硅的品质参数可以是杂质浓度，如受主杂质浓度，施主杂质浓度，金属杂质浓度，氧浓度，碳浓度，等等。 也可以用基憐电阻率，基硼电阻率等来表述施主和受主的相对浓度。太阳能级多晶硅的标准主要是确认可以用于晶硅太阳电池制造的硅的纯度，明确这些参数的范围。

　　实际上确定各种杂质在太阳电池中可以接受的浓度是一个非常复杂的课题。 从多晶硅原料到可制造电池的晶体硅片，杂质浓度又因为晶体生长过程有改变，更加加深了对多晶硅中杂质浓度要求的复杂性。

　　总体而言，在特定的电池工艺的前提下，太阳能发电电池的转换效率会随着杂质浓度（主要指金属杂质）的减少而升高，直到硅片体少子寿命不再成为转换效率的主要影响因素。但随着电池工艺的改善，电池效率的提高对硅片体少子寿命又会有新的更高的要求，从而会对多晶硅的杂质浓度有新的要求。

　　不同的金属杂质对电池转换效率的影响程度是很不一样的。如在p型桂电池中，太阳能发电电池转换效率对金属钽，钼，铌，锆等很敏感。在n型硅电池中，效率对金属钼，钛，镍等很敏感。早期对金属杂质浓度对电池转换效率的研究可参考文献。

　　中国国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会在2010年发布了太阳能级多晶硅国家标准GB/T25074—2010。这是针对太阳电池使用的多晶硅的第一版国标。这一标准将太阳能级多晶硅划分成三个等级，这与半导体用多晶硅的仅一个等级差异很大，从一个侧面也反映了太阳电池对多晶硅纯度要求的宽泛性。

　　国际半导体协会SEMI标准委员会在2011年也发布了一个用于太阳电池的原 生多晶硅规格标准SEMI PV17-0611。这个标准将太阳能级多晶硅分为四个等级。其中的EI，]V等级对施主和受主的浓度要求很宽松，与国标中的等级指标相差甚远。

　　相信随着高效电池工艺在生产中的推广应用以及大规模太阳能级多晶硅生产技术的成熟与稳定，太阳能级多晶硅的标准也会进一步更新，不同国家和组织的标准也会逐步趋于一致。除了对多晶硅纯度作出标准限定外，太阳能级多晶硅的规格标准对多晶硅的尺寸分布，表面质量等也做了规定。

太阳能级多晶硅是指能被直接用来生产市场接受的太阳电池的硅材料，太阳能多晶硅的品质主要由其纯度来决定的，这其中的工艺非常的复杂。

更新时间：2015-6-19 8:14:22
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