
图1 自动硅片分选机
2005年7月成立,当年完成销售收入9.5亿元;2006年4月投产,完成销售收入9.5亿元;2007年6月1日,成功在美国纽交所上市,成为中国企业历史上在美国单一发行最大的一次IPO;2008年8月,公司多晶硅片实际产能达到1000MW,在全球光伏企业中率先进入GW俱乐部;2009年,公司产品所占全球市场份额接近20%;2010年,销售额突破200亿元,成为全球出货量最大、赢利能力最强的晶体硅光伏企业;2011年,销售份额及市场占有率继续逆势大幅上涨,这些成绩的创造者就是赛维LDK太阳能有限公司。
古人说“博观而约取,厚积而薄发”,赛维LDK太阳能有限公司能够在短短的7年时间内接连不断地取得令人瞩目的成绩,不仅归功于其在资本市场的成功运作,也在于公司一直以来对技术创新的孜孜以求。在多晶硅生产、硅片加工和晶硅电池的制造方面的先进技术、工艺和创新解决方案,使得公司能够牢牢把握技术演变的方向,抢占行业制高点。
多晶硅生产中的节能降耗
针对在多晶硅生产过程中产生大量的副产物SiCl4(四氯化硅)的问题,目前赛维LDK对SiCl4制备SiHCl3(三氯氢硅)技术进行了改良,研究了低温催化氢化工艺,主要开展高活性多元纳米催化剂和高稳定性催化剂的研发、开展混合料配比及连续下料技术等技术研究,并设计配套的能量综合回收装置和除尘装置,实现SiCl4低温催化氢化制备SiHCl3的年产万吨的工程示范。
该技术主要解决SiCl4低温氢化过程中硅粉加料困难、设备磨损和转化率低等问题,具有转化率高、物耗能耗低等显著优点。冷氢化装置的安全、顺利投产,将明显降低多晶硅的生产成本,提升多晶硅硅料产品在当前严峻形势下的市场竞争力。
硅片加工过程中的节能减排新技术的研发及应用
1.研发产出世界上最大的多晶硅锭——G6硅锭
继2006年5月生产出重达275kg的亚洲最大太阳能多晶硅硅锭后,2009年8月7日,赛维LDK又顺利生产出重达800kg的全球最大太阳能多晶硅硅锭。这种新多晶硅硅锭可以被切成36块(6×6)规格为156mm的硅块,比目前普遍生产的400~500kg的G5硅锭多切出11块,可增加产能77.8%。新一代G6硅锭及生产技术进一步降低了设备投资和生产成本,直接降低了单位能耗,提高了成材率,不同程度降低了后续加工的设备需求、耗材消耗及直接人工成本。

图2 定向生长多晶铸锭炉
2.晶硅切割边皮料酸洗回收硅料的技术改良
太阳能多晶硅片生产过程中产生的大量表面含杂质的边皮硅料,一般采用酸洗工艺回收硅料。但硅料在酸腐蚀过程中会产生大量的酸性气体(NOx),污染环境且硅料损耗高。针对这一难题,赛维LDK技术研发人员研究了一种新的硅料处理技术,完全避免了硅料酸腐蚀过程中氮氧化物的产生,并降低了酸洗过程中硅料的损失。该技术的应用使太阳能级硅片的生产变得更加“绿色”。
3.金刚线切割技术在硅片切割中的应用
为进一步提高切片效率,减少辅料的利用,赛维LDK开展了先进的金刚线切割技术的应用研究。开发出一种基于金刚石线的硅片切割技术,并用它逐步代替传统的砂、线、液切片工艺,使硅片切割工艺不再需要SiC微粉的辅助,而且切割速度也可以比传统的多线切割工艺快上将近一倍,这不仅减少了硅片生产企业的生产投入,也提高了企业产能,更在一定程度上提高了企业产品的市场竞争力。此外,该切割技术的应用有利于回收利用切割废硅屑并将其重新用于铸锭,可以进一步降低硅片实际生产成本。
虽然目前硅片切割还是以砂浆切割方式为主,但鉴于金刚石线切割技术的高效率、低成本化及绿色环保,其极有可能在后续发展中取代传统砂浆切割。
4.硅片加工副产物硅粉回收利用新技术应用
在硅片加工过程中会产生大量的废硅屑,该废硅屑由多种物质混合组成,其主要成分为多晶硅微粉、SiO2粉等。赛维LDK利用自主研发的专有技术,可从中获得高纯度硅粉,能够作为太阳能级多晶硅片的生产原料,同时赛维LDK还应用自动硅片分选机对硅片进行分类(图1)。该技术已申请多项国家专利,并被列为国家火炬计划项目。此外,对回收金刚线切割硅片过程中产生的硅粉,该技术同样适用。
高质量硅片和高效电池的研发与应用
太阳能电池的发展仍然以提高效率和降低成本为主。在各类太阳能电池中,晶体硅太阳电池占有极其重要的地位,目前占据了光伏市场的80%以上的份额。为顺应市场对高质量硅片和电池片的需求,提高产品市场竞争力,赛维LDK加快产品结构调整,大力开展高效多晶硅片的生产技术的研发与推广应用,取得明显成效。
铸锭单晶硅是一种通过铸锭的方式形成单晶硅的技术。这个方法具有成本低、产量大、能耗低等优点,但由于多晶硅电池存在晶界复合,以及所采用的制绒技术无法达到较好的光吸收效果,因此一般多晶硅电池光电转化效率要低于单晶硅1%~2%。
利用多晶铸造的方法来制作单晶,其产品质量接近单晶,晶体缺陷少、便于制绒等特点,可以大大提高电池转换效率(图2)。目前使用该技术,可以在不显著增加硅片成本的前提下,使电池效率提高1%以上。因此铸造单晶技术具有广阔的市场前景和巨大的经济效益。
晶体硅电池中以P 型晶体硅电池为主,N型晶体硅远远低于P型硅的应用。但N型硅基太阳电池以其寿命长、衰减低、金属杂质负面影响小等优势越来越受到光伏行业的青睐。目前国际上商业化的高效太阳电池都是以N型硅片为衬底,如美国Sunpower公司的全背接触电池和日本三洋公司的HIT电池。赛维LDK对此方面的技术也给予了充分的关注。
秉承着“绿色、智慧、超越、奉献”核心理念,屡屡创造“赛维速度”和“赛维奇迹”的赛维人,一如既往地跋涉在技术创新的道路上。在“十二五”期间,赛维LDK将建立以资本为纽带,以专业化、市场化为基础的六大产业集团,致力实现从“光伏科技企业”到“新能源科技集团”的转型跨越。相信作为全球光伏领域唯一具有完整产业链的赛维LDK会站在已有的制高点上,继续加大技术创新和产业升级的力度,描绘新的宏伟蓝图。