項(xiàng)目計(jì)劃書-太陽能單晶爐拉制n型晶棒的方法研究

企業(yè)技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目計(jì)劃書項(xiàng)目名稱太陽能單晶爐拉制N型晶棒的方法研究企業(yè)名稱（蓋章）企業(yè)法定代表人（簽名）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人電話項(xiàng)目起止時(shí)間2014年10月至2015年9月填報(bào)日期2014年10月15日江蘇鎮(zhèn)江大成新能源有限公司一、立項(xiàng)依據(jù)從理論上來講，不管是硼摻雜的P型硅片或是磷摻雜的N型硅片都可以用來制備太陽電池，但是目前世界上大部分的晶體硅太陽電池生產(chǎn)廠家都采用硼摻雜的P型硅片生產(chǎn)太陽電池。原因是N型硅片制備的太陽電池開路電壓和填充因子較低，并且N型硅太陽電池在長(zhǎng)期使用或存放時(shí)性能會(huì)有所退化;而在P型硅片上形成N+發(fā)射結(jié)比在N型硅片上形成P+結(jié)在工業(yè)化生產(chǎn)中更容易實(shí)現(xiàn)。近年來隨著科技的發(fā)展，原來困擾N型硅太陽電池的技術(shù)難題逐漸被攻克，而且目前主流的工業(yè)化生產(chǎn)的P型硅太陽電池效率已經(jīng)可以穩(wěn)定在18%以上，要想在不增加成本的情況下進(jìn)一步提高已非常困難，于是人們開始把目光投向少數(shù)載流子壽命比P型硅高得多的N型硅，并取得了很大的進(jìn)展。N型硅的優(yōu)點(diǎn)：①P型硅太陽能電池具有轉(zhuǎn)換效率高，技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，占有世界太陽能電池產(chǎn)量的絕大部分。但在制造過程中，擴(kuò)散制結(jié)工藝需要在溫度約1000℃進(jìn)行，工藝復(fù)雜、成品率低的缺點(diǎn)。而N型硅太陽能電池生產(chǎn)工藝可在200℃以下進(jìn)行，符合低成本、高產(chǎn)量、高效率的要求。②相同電阻率的N型硅片的少數(shù)載流子壽命比P型硅片高。（注：少數(shù)載流子壽命反映了太陽能電池表面和基體對(duì)光生載流子的復(fù)合程度，即反映了光生載流子的利用程度，少數(shù)載流子壽命越高，太陽能電池的短路電流、開路電壓也會(huì)提高。是太陽能電池設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的重要參數(shù)，但其會(huì)受到高溫處理過程的影響）。③二、開發(fā)內(nèi)容和目標(biāo)1、項(xiàng)目主要內(nèi)容、目標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù)主要內(nèi)容：同摻硼硅單晶的生長(zhǎng)工藝相同拉制N型晶棒。目標(biāo)：對(duì)規(guī)模化制備拉制N型硅單晶進(jìn)行實(shí)際操作的先期驗(yàn)證。驗(yàn)證N型硅單晶的電阻率控制。檢驗(yàn)電池片轉(zhuǎn)換效率的衰減。各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)設(shè)定：①電阻率：n型（2-12）《注：因磷分凝系數(shù)較小，所以晶棒電阻波動(dòng)較大》;②氧含量：O≤20ppma;少子壽命：τ≥1000μs③其他尺寸、外觀、性能與原要求一樣；關(guān)鍵技術(shù)：對(duì)于硼摻雜的直拉法太陽能電池片，當(dāng)它暴露在陽光下，電池性能會(huì)衰減，并最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的效率，這就是光照衰竭效應(yīng)。其形成原因是直拉硅材料中的替位硼和間隙氧在光照下會(huì)形成硼氧復(fù)合體，降低少數(shù)載流子的壽命和擴(kuò)散長(zhǎng)度，從而導(dǎo)致電池片轉(zhuǎn)換效率變低。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，以磷摻雜的N型直拉單晶硅片沒有出現(xiàn)光照衰竭效應(yīng)。注意事項(xiàng)：①多晶硅的選用，由于其摻雜特性，選用的電子級(jí)多晶硅。②電阻率控制，由于磷的分凝系數(shù)只有0.35，小于硼的0.65，導(dǎo)致晶棒電阻率波動(dòng)較大。為了是拉制晶棒電阻率均勻性，設(shè)定參數(shù)需頭部拉速偏高，尾部偏低（克服重力效應(yīng)和蒸發(fā)效應(yīng)）。③選用保溫性能好的進(jìn)口碳?xì)?。④投料量暫?10kg。2、技術(shù)創(chuàng)新之處拉制N型晶棒，生產(chǎn)N型電池片克服光照衰竭效應(yīng)，提高電池片轉(zhuǎn)換效率。三、開發(fā)試驗(yàn)方法及技術(shù)路線理論分析：N型電池片的優(yōu)缺點(diǎn)及市場(chǎng)發(fā)展需求。可行性分析：同摻硼硅單晶的生長(zhǎng)工藝相同拉制N型晶棒。材料準(zhǔn)備：一套新石墨件熱場(chǎng)、石英坩堝、進(jìn)口軟氈、330kg電子級(jí)原生多晶硅、單質(zhì)磷、一套新的拆裝爐工具。工藝及參數(shù)設(shè)定：注意摻雜磷時(shí)工藝以及拉速的設(shè)定，保證拉制晶棒電阻率均勻性好。數(shù)據(jù)采集：統(tǒng)計(jì)拉晶狀況以及頭尾電阻率及少子壽命和氧碳含量。以及后道電池片數(shù)據(jù)反饋及統(tǒng)計(jì)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：通過數(shù)據(jù)采集、分析，對(duì)拉晶及摻雜工藝進(jìn)行修正。實(shí)驗(yàn)小結(jié)：得出拉制N型晶棒的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。四、現(xiàn)有開發(fā)條件和工作基礎(chǔ)1、承擔(dān)單位開展本項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)本公司有完整的電池片生產(chǎn)流程，可以更好的完成實(shí)驗(yàn)。五、計(jì)劃進(jìn)度（包括總的研究期限、年度計(jì)劃進(jìn)度）本項(xiàng)目實(shí)施總的研究開發(fā)期限：2014年10月至2015年9月項(xiàng)目具體研究開發(fā)計(jì)劃：各階段劃分與主要內(nèi)容計(jì)劃完成期限理論分析階段201.11.14-2014.11.16需求分析階段2014.11.17-2014.11.20材料準(zhǔn)備階段2014.11.21-2014.11.30實(shí)驗(yàn)實(shí)施階段2014.12.1-20114.12.10數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計(jì)階段2014.12.11-2014.12.20實(shí)驗(yàn)小結(jié)2014.12.31六、經(jīng)費(fèi)預(yù)算項(xiàng)目預(yù)計(jì)總經(jīng)費(fèi)50萬元項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)支出預(yù)算表單位：萬元經(jīng)費(fèi)支出預(yù)算科目預(yù)算數(shù)2014年年新產(chǎn)品設(shè)計(jì)費(fèi)工藝規(guī)程制定費(fèi)設(shè)備調(diào)試費(fèi)用于研究開發(fā)的原材料、半成品試制費(fèi)技術(shù)圖書資料費(fèi)中間實(shí)驗(yàn)費(fèi)用于研究開發(fā)的儀器設(shè)備折舊研究人員工資委托其他單位進(jìn)行科研試制的費(fèi)用與技術(shù)開發(fā)有關(guān)的其他費(fèi)用合計(jì)總計(jì)七、主要（大中型）儀器設(shè)備清單名稱數(shù)量用途折舊方法折舊年限電腦1計(jì)算機(jī)繪圖平均年限法10年傅里葉紅外氧碳含量測(cè)試儀1用于測(cè)量氧碳含量平均年限法10年四探針測(cè)試儀1用于測(cè)量電阻平均年限法10年極性測(cè)試儀1用于測(cè)量極性平均年限法10年漢虹85單晶爐10拉制實(shí)驗(yàn)晶棒平均年限法10年少子壽命測(cè)試儀1用于測(cè)量少子壽命平均年限法10年其他常規(guī)工具若干用于實(shí)驗(yàn)