世界上第一根太陽能冶煉的單晶硅日前由中國科技大學(xué)、中科院物理所陳應(yīng)天(光電百科)等專家制成。據(jù)2009年《中國物理快報(bào)》第26卷第7期刊登的文章Silicon Purification by a New Type of Solar Furnace顯示,陳應(yīng)天等人發(fā)明的太陽能煉硅新技術(shù)已宣告成功。這標(biāo)志國際首創(chuàng)的太陽能煉硅技術(shù)獲得成功。
文章作者之一的中科院院士何祚庥介紹,這是我國光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大創(chuàng)新,使高效廉價(jià)冶煉高純硅成為現(xiàn)實(shí)。
太陽能級高純硅材料是目前世界上最緊缺的能源材料之一,也是當(dāng)前光伏產(chǎn)業(yè)應(yīng)用最廣泛的原材料。以高純硅材料為基礎(chǔ)的光電池的發(fā)電成本大約是國內(nèi)常規(guī)能源發(fā)電成本的10至20倍。
陳應(yīng)天等人應(yīng)用他們所發(fā)明的天光象主動(dòng)光學(xué)理論,廉價(jià)而成功地制作了一個(gè)新型的太陽能爐,能有效、穩(wěn)定地將10000倍或更高一些的太陽光聚集在網(wǎng)球大小的范圍內(nèi),并能在幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)將鎢板熔化,亦即間接證明了此太陽爐可升溫至3500攝氏度,這就為高效而廉價(jià)地冶煉高純硅提供了新的可能。
經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn),對應(yīng)用此方法得到的硅粒采取定相凝固加工提純,用輝光放電質(zhì)譜微量分析法測試,得到的結(jié)果表明,這一高純多晶硅已達(dá)到99.9999%的太陽能級純度。
何祚庥表示,新方法能將現(xiàn)有的提純耗能指標(biāo)由200至400度電/公斤降為30至40度電/公斤,其提煉成本由目前的40至80美元/公斤降為20美元/公斤,且沒有環(huán)境污染。