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随杨德仁走进浙大高纯硅及硅烷国家重点实验室

导读: 走进浙江大学玉泉校区新桥门,在第一个路口右拐,坐落的是浙大及浙江省第一个国家重点实验室——硅材料国家重点实验室。1985年,在浙江大学半导体材料研究所的基础上,原国家计委批准建设硅材料国家重点实验室(原名高纯硅及硅烷国家重点实验室)。这是国内最早一批国家重点实验室。

  OFweek电子工程网讯 走进浙江大学玉泉校区新桥门,在第一个路口右拐,一直朝北走到底,你会看到一个单独的院落,里面有寥寥几幢二层高的楼房,看上去普普通通。

  但内行人知道,这里坐落的是浙大及浙江省第一个国家重点实验室——硅材料国家重点实验室。1985年,在浙江大学半导体材料研究所的基础上,原国家计委批准建设硅材料国家重点实验室(原名高纯硅及硅烷国家重点实验室)。这是国内最早一批国家重点实验室。

  目前,实验室以硅材料及半导体材料为核心,重点研究半导体硅材料、半导体薄膜材料、复合半导体材料以及功能材料微纳结构,是国内该领域基础研究、技术开发和人才培养的主要基地之一。

  众所周知,硅被广泛应用在各种电子科技产品中,是信息产业的基础材料。因此,它的产量和技术水平,从一个方面也标志了一个国家的电子工业水平。同时,它也是太阳能电池的主要材料,支撑了太阳能光伏高科技产业的发展。

  硅晶体体积增大,纯度提高

  太阳能发电将走入平常人家

  走进实验室的院子,你会看到院子里的一块电子屏幕上,时刻滚动着“欢迎参观硅材料国家重点实验室”这行字。这种电子字幕太常见了,一般人很容易忽视它的存在。

  但实验室的这块电子屏却是内藏玄机。支撑它日夜运转的电能,是由太阳能转化而来的,而其中最大的功臣,就是晶体硅制成的太阳能电池。这是硅材料一个重要的应用领域。

  在国家重点实验室主任、浙大半导体材料研究所所长杨德仁教授的办公室里,这种太阳能电池随处可见。

  办公室墙上挂着一块用画框裱起来的晶体硅太阳能电池。这是德国高科技企业肖特集团(Schott AG)邀请他作报告时赠予的。茶几上放着一个小装饰品,这是国际上最大的多晶硅材料生产企业协鑫中能公司赠送给他的,只要直接暴露在太阳光下,其中的太阳能电池就会带动风车的叶片旋转。

  杨德仁说,目前约90%的太阳能发电都要依赖于硅材料,它可被称作“新能源的战略材料”,在开发清洁的新能源上将大有作为。

  实验室院子里那块屏幕只是一个小范围的使用。杨德仁举了另一个例子,杭州火车东站的屋顶上,就铺满了晶体硅太阳能电池,为杭州东站提供源源不断的电力。

  开发太阳能电池有两个关键问题,降低成本和提高转换效率。

  通常的晶体硅太阳能电池,是在高质量硅片上制成的,这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上切割而成。杨德仁说,硅晶体材料的体积越大,制成的太阳能电池的成本就会降低。

  道理很简单,比如一个小锅做的饭够3个人吃,那给30个人做饭就需要做10次。但如果换成一个能做10个人饭量的大锅,就只需要做3次,节约了时间和能源。

  硅材料国家重点实验室的一项工作,就是研究怎么让硅晶体材料的体积更大。对太阳能电池所用的铸造多晶硅晶体而言,目前单一晶体炉生长的晶体可以分割成6 6=36个晶锭;如果生长的硅晶体体积增大,增大到可以切成7 7=49块晶锭,甚至8 8=64块晶锭,材料成本、时间成本、人工成本和电力成本都会大幅降低,最终会导致太阳能电池成本的降低。

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责任编辑:Zack
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