①課題來源與背景
本課題為項目完成單位自立研發(fā)項目。
多晶硅材料是光伏組件、半導體分立器件和集成電路芯片生產的唯一基礎材料,其純度直接影響光伏電池的轉換效率和性能,電子級多晶硅需達到9N-11N純度,高純多晶硅提純對純化樹脂輔材和處理后硅料產品的純度要求極高,但國內企業(yè)在硅料生產的硼、磷等雜質控制上仍落后于國際水平。
目前,全球95%以上多晶硅提純均采用德國改良西門子法,輔材生產設備及工藝標準長期由海外主導?。國內純化樹脂吸附效率等核心指標與進口產品存在差距。近年來,歐美國家對華光伏產業(yè)限制措施從主材延伸至輔材領域,部分高端樹脂被列入出口管制清單,威脅國內產線連續(xù)性?。突破純化樹脂等光伏產業(yè)“卡脖子”關鍵輔材,打破國外壟斷,實現(xiàn)核心材料和技術工藝自主可控已經(jīng)迫在眉睫。
針對上述問題,藍深科技帶領高水平研發(fā)團隊開展關鍵技術科研攻關,于2020年4月-2023年3月開展了“電子級超高純度硅材料純化樹脂及其應用的研究”。
②技術原理及性能指標
本課題研發(fā)出“精準識別-高效吸附”的完整提純機理,并建立完善的自潔體系和后處理系統(tǒng),提高吸附樹脂自身潔凈度和雜質去除精度,成功研發(fā)了電子級超高純度硅材料純化樹脂,其應用效率最高可達到電子一級純度,并可穩(wěn)定在電子三級純度,雜質去除率達99.5%以上,含水量低于1%,和傳統(tǒng)樹脂相比,與硼、磷的選擇性更高、結合能力更強。
同時,對樹脂應用工藝進行了創(chuàng)新,定制研發(fā)捆扎包樹脂,實現(xiàn)預封裝樹脂模塊,現(xiàn)場安裝時間縮短70%,裝填精度誤差控制在±1.5mm以內;研發(fā)了氣相氯硅烷活化的熱管理方式,采用獨立溫控模塊調節(jié)不同區(qū)域的加熱功率和載氣流速,避免局部過熱導致的安全隱患,壓縮70%的投用時間,節(jié)約75%的熱氮投入成本,避免了爆炸等危險性因素,降低了行業(yè)內樹脂投用安全事故率。
③技術的創(chuàng)造性與先進性
該項目的主要創(chuàng)新點:
“電子級超高純度硅材料純化樹脂及其應用的研究”是基于“精準識別-高效吸附”的完整機理,在樹脂表面引入活性適宜的特殊螯合基團,增強與硅料中硼、磷的配位絡合、捕捉吸附效力,實現(xiàn)硅料處理后達到電子一級純度要求,并通過應用工藝創(chuàng)新實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、安全穩(wěn)定的原創(chuàng)實用新技術??萍疾樾卤砻鳎瑖鴥韧馕匆娤嚓P報道。其主要創(chuàng)新點如下:
1. 在多晶硅的制備過程中,建立了“精準識別-高效吸附”的完整機理,精準修飾吸附劑的功能基團:在樹脂表面引入活性適宜的特殊螯合基團(比如半EDTA二酰胺、苯并12-冠-4、N-甲基葡糖胺),增強與硼、磷的配位絡合能力,增強捕捉和吸附效力。
2. 在多晶硅的制備過程中,采用模塊化裝填技術,根據(jù)用戶設備裝填形式需要定制研發(fā)不同類型的捆扎包吸附劑,實現(xiàn)預封裝樹脂模塊,現(xiàn)場安裝時間縮短70%,裝填精度誤差控制在±1.5mm以內。內部設計導流板和均布篩網(wǎng),使樹脂床層分布均勻度(CV值)從15%優(yōu)化至5%以內,避免局部溝流或偏流導致安全隱患。
3. 在多晶硅的制備過程中,采用氣相氯硅烷活化的熱管理方式,樹脂倒入后利用氣相氯硅烷對樹脂中水分進行熱量計算,后采用多段獨立溫控模塊,通過調節(jié)不同區(qū)域的加熱功率和載氣流速,形成穩(wěn)定的溫度梯度,避免局部過熱導致的安全隱患。
④技術的成熟程度,適用范圍和安全性
本課題已成功實現(xiàn)了規(guī)?;a和產業(yè)化應用,從實際生產應用及檢測情況看,效果明顯、技術成熟、穩(wěn)定可靠。
1.張運 2.梅昂 3.孫冰杰 4.馮志軍 5.劉耀龍 6.潘群艷 7.劉紅院 8.田濤 9.白佳佳 10.李冠斐
| |
評價單位: |
|
報告編號: |
節(jié)能評字 [2025] 第KJ0540號 |
評價日期: |
2025-04-20 |
評價委員會認為,該項目技術達到國際先進水平,同意通過科技成果評價。