光伏行业:大家众所周知的是光伏玻璃对澄清剂的需求。当遗忘了单晶硅材料对锑的需求:神奇的锑元素,隆基新硅片集中电阻率的法宝

328,隆基正式对外发布泰睿硅片产品。据隆基硅片事业部研发中心产品研发总监王一淳介绍,隆基泰睿硅片主要有三大显著优势:全平台支持、电阻集中度高和吸杂效果好。

工艺:

目前光伏电池用N型硅棒及硅片主要为掺磷单晶,磷的分凝系数为0.35,导致N型单晶硅棒头尾电阻率差异较大。由于掺杂剂磷的分凝限制,如果为了实现更窄的电阻率区间,一般通过缩短棒长实现,会造成实际拉晶成本上升。


 


隆基新品硅片主要通过控制锑元素(分凝系数0.023)在单晶硅棒中的浓度,来获得具有优异电阻率范围以及电阻率集中度的单晶硅棒,可以保持棒长甚至在更长的棒长下达成电阻率的均匀性。


 


具体原理为:掺杂过程中锑和磷由于蒸发速率的差异,在晶体拉制初期两种掺杂剂对硅锭电阻率的影响同时存在;随着时间的推移,锑的贡献越来越小,当锑挥发贻尽后,即晶体拉制的后期,只有单一的磷掺杂剂在起作用,从而使晶锭头部和尾部的电阻率较为接近,以此改善了轴向电阻率的均匀性,相应的硅片中电阻率均匀性也得到改善。 

电阻率集中的优势:1)减少组件的明暗片产生;2)对于电池降低低效档位,提高高效档位,产品标准差降低。


 


提升少子寿命,吸杂效果好,寿命增益更大:利用锑的挥发性促进氧在熔体表面的挥发,抑制硅熔体中的氧进入硅晶体,降低硅片氧含量,提升少子寿命。新品在同样的吸杂工艺下,头部可以达到30%的寿命提升,而尾部可以高达70%,常规产品分别为0%/40%

产能150G。全国产能600G.需要单晶硅料18万吨,初步预测需要锑5000吨左右。


现举一重掺锑单晶硅掺杂的例子:要求生长的晶体直径为70mm,长度为1(8962g),掺杂浓度为计算出所需的锑合金量。首先,根据装料量和掺杂浓度计算出所需掺杂量(大约为40g),然后选择掺杂合金,再计算出所需合金量。如选Si---Sb作掺杂合金,Si—Sb合金量为242g。根据经验,拉晶中Sb要蒸发掉20%,故拉制一根上述尺寸的晶体需Si——Sb合金303g左右。若Si——Sb合金的直径也是70毫米,其长度应为33毫米左右。若采用Ag——Sb合金,可同样根据晶体尺寸、掺杂浓度及AgSb比,类似地算出所需合金量为201g,加上将蒸发掉的20%,实际上需要加入250gAg—Sb合金,若合金直径也为70mm,其长度应为6.3毫米。采用Au—SbSn—Sb合金也可获得同样的掺杂效果。单晶硅密度2.33/cm3,单吨需求30公斤左右。

二:新能源汽车的刚性需求预期:

1.新能源汽车大规模上量。并配套充电桩。电器和特种纤维塑料增加对锑阻燃剂,溴素阻燃剂的需求呈现明显的增值趋势。

三。半导体替代规模:锑化物半导体工作在红外波段,与工作在紫外线波段的超宽带隙半导体应用领域存在差别。锑化物半导体可以广泛应用在探测器、传感器、遥感器、激光器、光电芯片、医学成像等领域。锑化物半导体可用作红外探测器敏感材料,产品均匀性好、良率较高、带隙可调控,可生产尺寸更大的衬底,制造高性能的红外焦平面阵列探测器,已经成为红外探测器的主流材料。在光电芯片领域,锑化物半导体的电子迁移率高于前三代材料,在制造超高速、超低功耗芯片方面潜力巨大。是第四代半导体材料的重要组成部分。

四:电池行业:

1.钠离子电池:锑石墨复合负极,提高电池容积度,同时提高循环次数。同时提高充电速度。

2.锂离子电池:多个专利表面。负极添加锑元素,或者包裹层。可提高电池的能密度和循环次数。

3.锑电池行业:各项指标优于钠离子和锂离子电池,锑正极材料储能电池,更安全。能密度和使用年限更久。

五。星际旅行的最佳材料:浙江大学材料科学与工程学院朱铁军教授的实验室,制成了高纯度的铌钴锑合金。实验还证明,稳定的铌钴锑合金,不属于标称的19电子体系金属,而是自带“缺陷”的18电子体系半导体,是正宗的半导体热电材料。这为科学家寻找新的热电材料拓展了方向。

高温热电材料—锑钴铌合金,有望成星际旅行新材料,

热电材料的另一个应用场景,是温差发电。在旷远持久的星际旅行中,外太空探测器无法得到阳光的补给,必须自带“干粮”——核能电池。放射性同位素自然衰变产生热,借助于热电材料,就能够实现温差发电。

热电材料的另一个应用场景,是温差发电。在旷远持久的星际旅行中,外太空探测器无法得到阳光的补给,必须自带“干粮”——核能电池。放射性同位素自然衰变产生热,借助于热电材料,实现温差发电。


  “温差发电或许是深空探测目前唯一的供能方案。”朱铁军说,“热电材料特别适合搜集移动的、分散的能量,比如将汽车排气管的余热转换为电能,相当于一个小型的移动电厂。”


这项研究给科学家寻找新的热电材料打开了视野,并有望为未来外太空探测器提供发电的新材料。


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