晶硅太阳能电池制备过程中硅渣和金刚石线切割硅废料的回收利用研究进展

随着晶硅太阳能电池的快速发展,晶体硅片的需求大幅增加。晶体硅片在生产制备过程中,大量的硅以硅渣和金刚石线切割硅废料的形式流失。硅渣和金刚石线切割硅废料中硅的回收再循环利用对降低晶硅太阳能电池的成产成本、有效解决晶体硅片短缺以及环境污染等问题具有重要意义。本文通过对从硅渣和金刚石线切割硅废料中回收制备高纯硅的现有工艺和研究进展进行综述,对不同回收工艺的优势、缺陷以及改进措施进行分析,有助于研究人员选择合理的高纯硅回收策略,为晶硅太阳能电池产业的低成本、绿色可持续发展提供参考。

电镀金刚线硅片切割废料杂质溯源及源头控制

随着中国光伏产业快速发展,单晶硅片需求和产量逐年增加,金刚线硅片切割废料产量随之急剧增加,不仅导致高纯硅资源浪费,还造成严重生态环境问题。硅片切割过程中35%~40%的99.9999%的高纯硅(6N级)生成亚微米硅粉损失,且随着细线化、薄片化等金刚线硅片切割工艺的进步,废料杂质来源变得复杂和多样,增加提纯回收增值利用难度。为了降低回收难度,科学合理制定回收工艺路线、研发高效清洁回收技术以期获得易循环再生的高纯硅废料,进行杂质溯源研究明确其来源及渠道,以通过源头控制实现原料质量的稳定和提升对废料回收利用极为必要。结合单晶硅片切割工艺,基于典型原料分析结果,通过对切片过程相关辅料进行采样和分析,完成硅片切割废料中的杂质溯源研究,并提出了有效的源头控制措施,获得了高品质的原料。结果表明:Al杂质来源于有机添加剂和垫板,Fe和Ni杂质来源于金刚线,Ca杂质来源于工业用水和粘胶,Mg杂质来源于有机添加剂和工业用水,有机C来源于垫板和粘胶。源头控杂后得到的硅片切割废料中Al,Fe及Ca杂质含量大幅下降,分别为1.3×10^(-6),4.3×10^(-6)和5.5×10^(-6)。对硅片切割废料杂质源头控制提升原料品质和提高废料利用效率具有重要意义。