«КРЕМНИЙ-2010», Нижний Новгород, 6‑9 июля 2010 г.

1. «КРЕМНИЙ-2010», Нижний Новгород, 6‑9 июля 2010 г.  VII Международная конференция и VI Школа молодых ученых и специалистов по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе. Н.А. Потолоков, Н.М. Решетников, И.С. Кутовой, А.В. Серов, А.В. Журавлев, А.А. Решетников Промышленное производство мультикристаллического кремния в России: состояние, проблемы, перспективы ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

2. Параметры ФЭП, изготовленных из моно- и мультикристаллического кремния ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

3. УСТАНОВКА DSS-240 И ПЕРВЫЙ В РОССИИ ТОВАРНЫЙ СЛИТОК МУЛЬТИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ (22 апреля 2006 г.) Первый в России товарный слиток мультикристаллического кремния Промышленное производство мультикристаллического кремния для СБ впервые в России начало осваивать ООО «Гелио-Ресурс», приобретя и запустив в мае 2006 году первую технологическую установку DSS-240 фирмы «GT Solar Technologies». В последующий период предприятие ввело в эксплуатацию еще 3 аналогичных машины, а в июне 2010 г. были получены три установки серии DSS-450 с большим объемом загрузки. Установка выращивания слитков мультикристаллического кремния DSS-240 ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

4. Комплекс установок DSS-240 и DSS-450 ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

5. Технические характеристики оборудования для выращивания слитков мультикристаллического кремния ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

6. Схема установки DSS (вид монитора системы управления) 555 ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

7. Сортамент сырьевого кремния для производства слитков мультикремния и кремниевых пластин ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

8. Автоматизированное оборудование для сортировки кремниевого сырья ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

9. Сборки загруженных тиглей Тигельная сборка к установке DSS-240 Тигельная сборка к установке DSS-450 Кварцевый тигель с кремнием Кварцевый тигель с кремнием Крышка Графитовые панели Графитовые панели ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

10. Параметры процесса выращивания мультикристаллического кремния ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

11. Внешний вид выращенных слитков кремния M = 285 кг M = 450 кг ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

12. Макродефекты структуры слитка Дефекты слитка, возникающие при нарушении режима кристаллизации верхней части слитка (трещины в углах) Разрушение слитка за счет спонтанной кристаллизации расплава при аварийном отключении нагрева печи ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

13. Вертикальные разрезы – формируются при проволочном квадратировании исходного слитка Горизонтальные разрезы – выполняются на станке с алмазной пилой на каждом блоке квадратного сечения Схема кроя слитков ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

14. Контроль качества блоков кремния и кремниевых пластин Контроль электрофизических параметров блоков мультикремния проводится с использованием приборов фирмы SEMILAB в результате которого определяется годный участок для резки пластин. Контроль времени жизни неосновных носителей заряда блоков мультикремния прибором WT-1000(SEMILAB) Измерение удельного электрического сопротивления блоков мультикремния прибором RESISTIVITY TESTER (SEMILAB) ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

15. Растворимость углерода в кремнии при различных концентрациях бора в интервале температур 1414 – 1559 ⁰ С Расчетная концентрация кремния в равновесной твердой фазе при температуре плавления – 6*1017Ат/см3 Источник: H. Dalaker, M. Tangstad. The Solubility of Carbon In Liquid Silicon Equilibrated With Silicon Carbide and Its Dependence on Boron Levels. 18thWorkshop оon Crystalline Silicon Solar Cells and Modules: Materials and Processes. Vail, Colorado. Workshop Proceedings, NREL/BK-520-45745, 2008, p. 117-120. ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

16. Изменение содержаний углерода и кислорода по длине блока  Данные для расчета концентрации углерода и кислорода и коэффициентов их распределения в расплаве при выращивании слитков мультикремния • 1. Анализ - ИК Фурье-спектрометр ФСМ-1201. • 2. Значения К литературные: для кислорода – 1,3; для углерода -0,07. ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

17. Многочисленные мелкие включения вызывают появление серии ступенек на боковой поверхности слитка Крупные включения вызывают нарушение направления хода проволоки и в конечном итоге – ее обрыв Проявление включений второй фазы в блоках мультикремния: квадратирование слитков ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

18. Образование ступеньки в сечении контакта режущей проволоки с единичным включением (как правило – SiC). Возможный исход – обрыв проволоки Проявление включений второй фазы в блоках мультикремния: резка пластин ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

19. Вид углового блока после операции квадратирования ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

20. Наружные грани углового блока ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

21. Внутренние грани углового блока ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

22. Продольный рост зерен центрального блока ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

23. Технические параметры пластин мультикристаллического кремния (Deutsche Cell) ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

24. Объемы производства предприятия с прогнозом до 2011 г. Использование передового технологического оборудования, соблюдение требуемых параметров производственных процессов и совершенствование организации труда позволило в сложных общехозяйственных экономических условиях обеспечить планомерный рост объемов выпускаемой продукции. В настоящее время предприятие ориентируется на увеличении выпуска продукции за счет введения в эксплуатацию дополнительно трех печей DSS-450 и увеличением объемов резки пластин на двух промышленных площадках в городах Мытищи и Лангенау. ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

25. П Р О Б Л Е М Ы 1. В силу известных причин рынок ФЭП на основе кристаллического кремния в России отсутствует. В связи с этим развитие их производства должно быть экспортно ориентированным. Основная трудность будет заключаться в освоении, отвоевывании соответствующего сектора сложившегося мирового рынка. 2. Мировой рынок кремниевых ФЭП опирается на государственную поддержку, декларированную соответствующими программами развития альтернативной энергетики и стимулирующую спрос на продукцию. В России такой госпрограммы нет, и возможность ее появления маловероятна. 3. Существенным препятствием развития производства ФЭП на основе кремния в России является отсутствие собственного сырья – ПКК. Возобновление его производства является наиболее технически сложной и затратной задачей во всей технологической цепочке, дополнительные трудности здесь вносятся ограниченностью временных рамок, отводимых на освоение такого производства. На примере пока малоуспешных попыток ряда наших предприятий (ЗАО «Кремний» - бывш. ГХК, «Русские инвесторы», ….) следует предполагать, что западные монстры-производители ПКК и Китай могут не оставить шансов Российским производителям на возвращение ранее существовавшей доли на мировом рынке. Снижение активности наших инвесторов может произойти и по причине резкого уменьшения цен на ПКК, что существенно снижает экономическую привлекательность инвестиционных проектов этого направления. 4. Немаловажным элементом существования индустрии ФЭП на основе кремния является наличие производства высококачественных вспомогательных материалов, сопутствующих услуг и изделий. Среди них можно назвать следующие: - карбид кремния тонкого рассева; - калиброванная проволока (в том числе структурированная) для резки пластин и квадратирования слитков; - тигли для выращивания слитков; - нитрид кремния; - клеящие композиции; - специализированные средства для отмывки пластин; - услуги по регенерации режущих суспензий. На сегодняшний день объемы производства и поставки этих материалов имеет существенные ограничения, которые в случае реализации Российских проектов могут стать препятствием в развитии производства ФЭП. ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.

26. г. Мытищи, ООО «Гелио-Ресурс» Благодарю за внимание ООО "Гелио-Ресурс" 6-9 июля 2010 г.