新聞直報員供求信息會員
當前位置 > 首頁 > 新材料 > 行業動態 > 正文內容
國產高純晶硅成就光伏“中國芯”——記科技進步一等獎高純晶硅制備核心技術開發與集成及工業化應用
文章來源:中化新網     更新時間:2024-01-03 15:03:01
目前,我國高純晶硅產量全球占比超八成,光伏全產業鏈占比超九成。高純晶硅生產從被國外技術封鎖到自主創新再到如今技術領先全球,與其核心關鍵技術國產化有著直接關系。正因如此,華陸工程科技有限責任公司作為第一完成單位,與四川永祥股份有限公司、中國科學院過程工程研究所等聯合開發的“高純晶硅制備核心技術開發與集成及工業化應用”榮獲中國石油和化學工業聯合會科學技術獎科技進步一等獎。

  高純晶硅是重要的太陽能光伏和半導體材料,但此前生產技術僅由德國、美國、日本等少數發達國家掌握,中國95%以上的高純晶硅材料依賴進口,工藝技術不完整、環境污染重、消耗成本高,成為制約高純晶硅規?;a的“絆腳石”。

微信圖片_20240103112440.jpg

  面對國外的技術封鎖,華陸公司憑借自身在有機硅、三氯氫硅合成方面積累的經驗和技術優勢,經過10余年持續技術創新,開發成功高純晶硅系列技術,改變了關鍵核心技術受制于人的局面,使我國成為全球第四個擁有高純晶硅生產技術和自主知識產權的國家。與國內外其他生產技術相比,該產品質量穩定,實現全系統閉路循環,高純晶硅生產成本降低了94.8%。

  華陸公司材料能源事業部總經理姚又省告訴記者,高純晶硅制備核心技術主要包括冷氫化、精餾、還原和尾氣回收四大核心單元。其中,冷氫化是高純晶硅生產的核心裝置,將四氯化硅轉化為生產高純晶硅的原料——三氯氫硅。與傳統熱氫化工藝相比,冷氫化技術具有轉化率高、能耗低、投資小等特點,降低了裝置投資和運行成本。

微信圖片_20240103112518.jpg

江蘇中能硅業科技發展有限公司年產6000噸多晶硅項目

  2007年12月,我國第一套使用冷氫化技術的高純晶硅生產裝置在江蘇中能建成投產。此后,華陸公司高純晶硅團隊不斷改進優化,二代、三代、四代和五代技術接連誕生,冷氫化裝置反應器直徑從0.9米增大到4.5米,不但裝置產能規模擴大,而且四氯化硅轉化率從一代技術的20%左右提升至第五代的28%~30%,能耗不斷降低。2022年4月,第五代冷氫化技術在新特能源股份有限公司高純晶硅項目首次應用建成投產,單套冷氫化裝置四氯化硅處理能力提升到了全球最大的35萬噸/年,四氯化硅轉化率、能耗等關鍵指標均優于國內同類裝置。

微信圖片_20240103112506.jpg

四川永祥新能源有限公司年產2.5萬噸高純晶硅項目

  精餾是高純晶硅制備的關鍵環節。華陸公司高純晶硅團隊開發的熱量耦合技術,使精餾裝置從原有的11塔精餾逐漸變為7塔精餾流程,設備投資降低60%以上,實現精餾裝置從零耦合到兩塔、三塔和四塔等多塔耦合升級換代,蒸汽單耗從1.60噸/噸三氯氫硅降低至0.51噸/噸三氯氫硅,同時產品品質不斷提高。

  同時,華陸公司通過優化全廠換熱網絡和充分利用還原爐的輻射能,開發成功還原熱能綜合利用技術,使改良西門子法高純晶硅生產技術的蒸汽接近“零消耗”。該技術通過向還原爐尾氣前夾套管通循環熱水,移走輻射還原尾氣夾套管的熱量,以維持適宜的溫度。該技術還將移出的輻射能轉化為飽和蒸汽供全廠用熱單元使用,從而大幅降低外供新鮮蒸汽和循環水使用。

  據介紹,華陸公司高純晶硅團隊還大膽采用新技術,完成了尾氣回收技術的突破和升級。他們將吸收、吸附機理與生產實際相結合,在高純晶硅行業首次采用高效過濾、換熱設備,在線反吹過濾器除去還原尾氣中的細硅粉,引入繞管式換熱器應用于大負荷、小對數溫差場合,使甲硅烷、甲烷等雜質有效分離,避免帶入回收氫氣和氯硅烷,回收氫氣品質大幅提升,同時減輕精餾提純難度和負荷,從而提高高純晶硅產品質量。

微信圖片_20240103112449.jpg

  近5年來,高純晶硅制備技術在國內累計推廣43項,行業覆蓋率超過90%,促進了我國高純晶硅產業的發展。2022年,我國高純晶硅產量達82.7萬噸,占全球總量的82.6%。光伏累計裝機392GW,發電總量4275億千瓦時,減少碳排放近4億噸,有力保障國家能源安全,助力實現“雙碳”目標。如今,光伏組件已成為我國出口的“新三樣”之一。

  經過不斷技術迭代創新,華陸公司形成了從3000噸級到5萬噸級的系列高純晶硅技術工藝包,實現高純晶硅產品由產能千噸級到萬噸級的跨越,承擔設計的高純晶硅項目總產能占全國總產能的90%以上。

據統計,截至2022年底,華陸公司累計完成高純晶硅設計產能近200萬噸,全部達產后年可新增光伏裝機容量1200GW,年發電量約1.58萬億千瓦時,相當于14個三峽電站的發電量。

 

   相關新聞
国产成人午夜性A一级毛片,久久影院成人肏屄免费视频,午夜影院体验区成人影院,成人国产精品一区二区八戒网