黑硅是什么

黑硅是最新研究发现的一种能大幅提高光电转换效率的新型电子材料。

通俗来讲，黑硅就是把硅片弄成黑色，硅片还是原来的硅片，在表面用涂料做一层涂层，可以大量减少反射，这样硅片看起来就是黑色的了。制法就是刷涂层，让表面有一颗一颗的凸起，涂层的主要成份是二氧化硅。我们看现有的硅电池片，都是蓝色的，然后上面有格栅，这样的硅片已经做了钝化处理，钝化的目的是减少反射和去掉悬空键，但是我们看起来还是蓝色的，亮亮的，所以黑硅比现有的钝化要高明很多。 现有的钝化需要严格的温度要求，还要真空。

这种黑硅材料能够捕捉几乎全部日光。它就像一块吸收光的海绵，可见光和红外线都能吸收。这种材料能够提高光的使用效率，产生的电流是传统硅材料的几百倍。此外，黑硅还可以减少光传感器的硅使用量，使产品更加便宜、小巧和轻便。

近来，专业设备公司Natcore Technology将扩散发射器技术“黑硅”（Black Silicon）与Natcore的液相沉积（LPD）技术结合使用，并已被美国能源部所属国家可再生能源实验室（NREL）授予了独家专利许可。Natcore的科学家和NREL研究人员称黑硅生产流程可将平均反射率降低到1.5%以下，而现行先进抗反射涂层只能将平均反射率降低到大约6%。该公司的目标是在2012年让该项技术上市。

Natcore公司首席技术官Dennis Flood博士表示：“Natcore有能力通过液相沉积技术实现黑硅电池的钝化，这在过去正是我们所缺少的。这种技术能够推动黑硅发挥它的潜力。在Natcore的钝化技术之前，必须将涂层电池置于1000度的熔炉中才能产生出热氧化层。”

据Natcore介绍，其LPD硅石涂层实现钝化的同时，无需额外的热处理流程，从而降低流程成本，同时提高电池效率。Natcore公司总裁兼首席执行官Chuck Provini就此表示：“我们将NREL的黑硅技术与LPD以及钝化技术相结合，将混合流程进行优化，并将他们融合到AR-Box中，实现具有超低反射率全液相流程，进而提高高性能硅太阳能电池的产量。”

半导体硅

semiconductor silicon[1]

质量符合半导体器件要求的硅材料。

包括多晶硅、单晶硅、硅晶片(包括切片、磨片、抛光片)、外延片、非晶硅薄膜、微晶硅薄膜等。

半导体硅用量或产量以单晶硅数量(以吨计)和硅片面积(平方英寸)来表述。

是一类具有半导体性能，用来制作半导体器件的硅材料，主要包括硅粉、硅棒、硅片、籽晶、单晶硅、多晶硅、半导体晶体管、单晶硅棒、单晶硅片、单晶硅切磨片、单晶硅抛光片、单晶硅外延片、单晶硅太阳能电池板、单晶硅芯片、砷化镓、单晶锗、太阳能电池圆片、方片、二级管、三级管、硅堆、复合半导体器件、微波射频器件、可控硅器件、高频管、低频管、功率管、MOS管、集成电路等等。

具体的流程比较复杂。我只能简单的介绍一下。硅片从原材料到成为晶体管产品大致需要以下几个流程：拉单晶，切磨，抛光，外延，扩散，光刻，中测，蒸发，划片，封装。具体工序都有各自的流程。晶体管生产属于比较复杂的制造业。所有的电路都是做在硅片上的，最主要的工序是光刻，它决定了集成电路的图形好坏与否。LSD说的过程主要是指光刻工序中的曝光。但是曝光是肯定不可能会出现导线的，导线是后期封装过程中通过键合这道工序粘上去的。

在硅片上制造微电路是成批地制造，在微小的面积上制出晶体管、电阻、电容而且按要求连成电路已属不易，而在一定面积的硅片上制造出性能一致的芯片则更加困难。集成电路的生产，大多是从硅片制备开始的，硅片的制备需要专门的设备和严格的生产条件。集成电路的制作过程更加复杂，为了保证工艺质量需使用大量昂贵的设备。仅以光刻机为例，我们从国外购买一台光刻机的价格就是2000万美金，而光刻机的型号升级诸如从5000型升级到6000型，则要投入上亿美金。而且，集成电路的制作对生产厂房的温度、湿度、空气的清洁度都有很高的要求，集成电路的生产一般都要在超净车间中进行，这种厂房的基本建设投资也大大高于一般厂房，相对于0．25微米6英寸的生产线建设投资2亿美金，建设一条0．25微米8英寸的线则需投入10到15亿美金。

集成电路的制造工艺、设备不仅非常复杂、昂贵，更需要不断创新。英特尔近来已经宣布将投入75亿美元改造它目前的0．18微米生产技术和设备，以采用0．13微米的制造工艺，并在这一工艺制造的集成电路芯片上采用铜线技术而非目前的铝线技术，因为铜线技术可以使芯片的运转速度更快、成本更低而且使用时升温幅度更小。

当我们在某种程度上逾越了技术封锁与设备禁运的时候，使我们掣肘的是我国技术工业的基础还有相当大的差距。举一个例子，光刻机的研制需要光学、精密仪器、机械、计算机控制等多种学科的知识，我们虽然可以把光刻机的原型器械和原理搞得一清二楚，但是经过材料、加工到生产的一系列环节之后，就是无法做出大规模生产的这种机器来。我们可以从美国买来光刻机，从意大利买来刻蚀机等等，但是我们很难把这些设备配置在一起，我国在集成电路工艺上的研究还没有大突破，集成电路工艺是设计和设备的桥梁和基础，设计与工艺不结合，设计做不上去，设备也做不出来。

还有一个值得指出的是，技术引进不等于自主技术的提升。随着我国对外开放、经济环境的日益宽松，现在技术、资本、设备都成套地被引进来，这在促进我国设备和材料方面具有一定的积极作用，但对于其它方面并没有什么太多的影响，因为这种引进并没有改变我国集成电路的技术工业基础，在核心技术层面上并没有使我们与先进水平缩短什么差距。

讲一个我们亲身经历的事儿。首钢 N EC最初引进的是6英寸、0．5微米（部分是0．35微米）的生产工艺，开始由 N EC负责管理生产、产品销售，日子很好的时候，我们提出想与他们进行研发合作，但颇受冷落。可是几年以后他们引进的技术落后了，外方也放手许可他们做“代工”，但是没有技术支撑，能做什么呢？后来他们回过头来又找我们合作；最近我们还听到华虹 N EC传出巨额亏损的消息，于是也有人反问：如果像华虹 N EC有关人士介绍的，它的亏损缘自世界半导体需求的下降以及 D RAM价格的暴跌，那么 D RAM卖不动了可不可以做些别的？我们没有这样的开发能力，不可能进行产品转型。

硅片是制作晶体管和集成电路的原料。

一般是单晶硅的切片。硅片，是制作集成电路的重要材料，通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成各种半导体器件。用硅片制成的芯片有着惊人的运算能力。科学技术的发展不断推动着半导体的发展。自动化和计算机等技术发展，使硅片（集成电路）这种高技术产品的造价已降到十分低廉的程度。

面临挑战：

1、切割线直径

更细的切割线意味着更低的截口损失，也就是说同一个硅块可以生产更多的硅片。然而，切割线更细更容易断裂。

2、荷载

每次切割的总面积，等于硅片面积X每次切割的硅块数量X每个硅块所切割成的硅片数量。

硅片表面的几种处理方法和步骤

一、 硅片的预处理：

（1）硅片切割：根据所需大小，用玻璃刀进行硅片的切割。操作时需要在洁净的环境中，并带一次性手套，以避免污染硅片。先在桌面平铺一张干净的称量纸，用镊子小心夹持硅片的边缘，将其正面朝上（光亮面）放于称量纸上；再取一张干净的称量纸覆盖于硅片表面，留出硅片上需要切割的部分；将切割专用的直尺放于覆盖硅片的纸上，用手轻轻压住直尺；直尺应不超过待切割侧的纸面，以防止直尺污染硅片；切割时玻璃刀沿直尺稍用力平行滑动，使用的力量以能在硅片表面形成一清晰的划痕，但不至于将硅片划开为度；如对大块硅片进行横纵向多次切割，即可在硅片表面形成网格；将硅片包裹于称量纸内，（避免手套和硅片表面直接接触）用手沿网格线轻轻掰动即可形成大小合适的小型硅片；将切割好的硅片用镊子小心夹持，放于干净的塑料平皿内，正面朝上，并用封口膜将平皿封好，放于干净处保存待用。

注意：整块硅片取出后严禁放回硅片盒，应另行保存。

二、 硅基片表面的羟基化处理

（2） 在通风橱内，将切割好的小型硅片置于干净的羟化烧杯（专用）中，将其正面朝上，用去离子水清洗3次，清洗时稍用力，使硅片能够在烧杯中旋转起来，以减少硅片之间的摩擦碰撞；将水倒净，立即用移液管（过氧化氢专用）往烧杯中加入5ml过氧化氢（H2O2），然后用移液管（浓硫酸专用）加入15ml浓硫酸（H2SO4），在摇床上缓慢振荡或静置30分钟使之充分反应，此反应可使表面羟基化。倒掉上步反应的液体，用去离子水清洗3次。清洗时稍用力，使硅片能够在烧杯中旋转起来，以减少硅片之间的摩擦碰撞；然后将烧杯口向下倾斜，缓慢转动烧杯，使烧杯壁上的浓硫酸能被洗去。清洗结束后，用大量水保存硅片，并需要使硅片的正面保持朝上。

二、硅基片表面的氨基化处理

（3） 取出氨化烧杯（专用），先用无水乙醇清洗2次，然后倒入20ml无水乙醇，将步骤（2）反应后的获得的羟基化硅片转移到氨化烧杯中，用无水乙醇清洗3次。清洗时同步骤（2），使硅片处于乙醇环境中；清洗完成后倒掉乙醇，迅速加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和无水乙醇的混合液（体积比为1：15），或者先加15ml无水乙醇，然后用移液管加1ml APTES，摇床上振摇反应2 h。该反应结束后可以使硅片表面氨基化。

硅片就是是制作集成电路的重要材料，可以通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成各种半导体器件。由于硅元素是地壳中储量最丰富的元素之一，对太阳能电池这样注定要进入大规模市场（mass market）的产品而言，储量的优势也是硅成为光伏主要材料的原因之一。

为了制造半导体元件和集成电路（IC）。必须先制造出纯净的硅片，然后用各种工艺（光刻蚀、掺杂等等）在硅片上做出导电的半导体电路。

在同样大小的硅片上，就能做出来数量更多的电路，即能实现更高的集成度。同时，由于电路之间距离小了，导线的长度短了，所需的工作电压更低，能降低功耗，提高运行速度。

扩展资料：

对于以硅片为基底的光伏电池来说，晶体硅(c-Si)原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分。光伏电池生产商可以通过在切片过程中节约硅原料来降低成本。降低截口损失可以达到这个效果，截口损失主要和切割线直径有关，是切割过程本身所产生的原料损失。提升机台产量。

让硅片变得更薄同样可以减少硅原料消耗。在过去的十多年中，硅片厚度将变成 100μm. 减少硅片厚度带来的效益是惊人的，从330μm 到 130μm，光伏电池制造商最多可以降低总体硅原料消耗量多达60%。

参考资料来源：百度百科-硅片

中小实型铸造企业采用外购涂料的方法解决涂料来源问题。这些企业涂料用量小，一次购进一定量的涂料后短期用不完，经常发生涂料变质、沉底等质量问题，造成涂料报废。有些交通不便的企业所购进的涂料一旦质量出现问题，无法退货，涂料将批量报废，造成较大的经济损失。因此，这些企业迫切需要自制涂料，并掌握一定的涂料性能调节知识，使自身能够对一些涂料质量问题，通过现场采取措施，挽救问题涂料。企业自制涂料需了解涂料的配方、混制方法、检测方法及涂料性能的变化规律。这些企业条件都比较简陋，需要配制人员能够利用自身的条件特点选择设备和材料。涂料的配方和混制设备有很多选择，掌握了涂料的配制规律和铸造工艺要求，制备出满足使用要求的涂料。配制涂料满足了生产的需要，为企业降低了成本，提高了产品质量；本文将相关经验总结如下，仅供有关中小企业参考。

1、涂料所用原材料简介

确定涂料的配方，需确定涂料的耐火材料组成、悬浮剂、消泡剂、载体溶剂的种类，掌握相关材料的理化性能和微观结构等资料。

1. 1 耐火材料

耐火材料应主要根据铸造合金种类选定。铸铁用涂料的耐火材料常选用鳞片石墨和普通石墨、石英粉、铝矾土、滑石粉、蓝晶石粉等，对几种国外铸铁涂料的耐火材料进行了X射线荧光光谱分析和衍射分析，发现他们的耐火材料常有硅灰石、莫来石、云母、刚玉、锂辉石等，骨料中各种粒型也是搭配使用，具说可提高涂料的透气性和强度，粒型有片状、纤维状及粒状。铸钢件用涂料常选镁砂粉、锆英粉、高铝粉、棕刚玉粉等耐火粉料。对于高锰钢常用电熔镁砂粉和镁橄榄石粉，这些材料可抗高锰钢的碱**蚀。粒度一般在320目—200目，也要搭配使用。此种涂料必须注意镁橄榄石粉中SiO2（石英）含量≥40%时，往往影响涂料的作用，因为SiO2和MnO会产生化学反应而粘砂。

硅灰石【CaO*SiO2】：是一种偏硅酸盐，属三斜晶系，分低温型高温型两种，低温型在1125℃转变成高温型。硅灰石具有针状、纤维状晶体形态(长/径比≥22：1)和良好的耐热性低（耐热度≥1500℃）和烧结性，在涂料中可增加涂料强度、悬浮性和高温透气性。一般应选用SiO2%≥50，沉降度＜70的高温型材料。它在吉林、辽宁地区蕴藏量非常大，可在铸铁涂料中广泛使用。

莫来石【3AI2O*2SiO2】：斜方晶系，熔点1810℃，多角粒型。化学性质稳定。线膨胀系数小（20～1000℃，5.3×10-6/℃），抗激冷激热性好，商品粉料可选用经过高温烧结的煤矸石粉，可保证涂料的高温稳定性。该材料国内供应丰富，价格较低，在铸铁和普通铸钢中可使用。

云母【KAI2（AISi3O20）(OH*F)2】:一种具有层片状的硅酸盐，密度2.6～2.86，导热系数低（平均0.67W/m.K），保温性能较好。其鳞片具有弹性，晶格稳定，热化学稳定性较好。该材料熔点较低（1270～1330℃），用于铸铁涂料时易于粘砂。由于具有片状形态，可赋予涂料防降性、流平行，使涂料具有良好的韧性和抗开裂性，可用于铸铝件涂料中。

蓝晶石【AL2[SiO4]O】：根据含蓝晶石的形态特点，将蓝晶石矿分成3类变态：⑴针状和纤维状集合体（纤维针状矿石）；⑵富含空晶石的假象蓝晶石集合体；⑶蓝晶石结核矿（结核型矿石）。

蓝晶石矿物在高温下（1100～1650℃）煅烧转变为莫来石和熔融状游离二氧化硅（方石英），同时产生不同程度的体积膨胀。其转变反应式为：

3（AI2SiO5） 3AI2O3*2SiO2+SiO2（1300℃以上）

铸造涂料应采用煅烧过的纤维针状产品，它的耐火度比硅灰石和石英粉高，和锆英粉相似，由于它的纤维针状形态，可提高涂料的强度和透气性及耐火度。目前该产品在吉林磐石等地也有出产，可用于铸铁、普通铸钢等涂料中。其它材料的性能本文不在详述，在选用时应仔细查找相关资料。

1．2载液

水或乙醇（甲醇）可作为载液。水基涂料成本比醇基涂料低，且悬浮性好控制，但需要一套烘干和和排除水蒸汽的设备。醇基涂料烘干容易，很多小型企业经常使用，但它有以下问题：浇注时发气量大，成本高，涂料气味很大，影响工人健康，安全性也差。一般建议多采用水基涂料工艺，尤其是一些形状较简单的铸件，如锰钢锷板等。甲醇的应用可改善烘干质量，可和乙醇配合使用。

1．3粘结剂

根据载液的不同，粘结剂分为水基用和醇基用两种。对粘结剂的一般要求是：在水中或乙醇中易溶易分散；具有较高的干强度，尤其是高温强度。糖浆、纸浆、酚醛树脂、聚乙烯醇（PVA）、聚乙酸乙烯乳液（白乳胶）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、羧甲基纤维素（CMC），以及高温性能好的粘土、磷酸二氢铝、硫酸盐、松香、水玻璃和硅溶胶都可作为涂料的粘结剂。酚醛树脂、既具有较高的常温强度，又具有较高的高温强度，我们在涂料中广泛应用。水基涂料可直接采用碱性液态酚醛树脂，醇基涂料采用热固性酚醛树脂，先在酒精中泡开，溶化后再加入涂料中，它和PVB配合使用效果更佳。聚乙烯醇（PVA）和磷酸二氢铝配合使用，效果也较好，成本也低。某些商品涂料具有硬化可逆性，即掉到地上已硬化的涂料仍可重复混制、使用。某些水溶性树脂，如PAM就具备这种性能。

1. 4悬浮剂

常用的悬浮剂有锂基、钠基或有机膨润土、凸凹棒土、CMC等。锂基膨润土不但悬浮性好，所制涂料的涂刷性能也较好，在醇基涂料澡中经常采用，但采用锂基土的涂料易于发生“沉死底”的现象，涂料最好现配现用。要水基涂料中可采用钠土和CMC配合使用，效果也较好。有机土效果最好，价格过高，一般在要求较高的醇基涂料中少量加入。选用膨润土类悬浮剂时，在保证悬浮性的前提下，加入量越少越好，加入量过大涂层易开裂。

1．5其它添加剂

实型（或消失模）涂料还需加入以下几种助剂：⑴表面活性剂 用来改善涂料对塑料模样表面的润湿性，常用的是非离子型的表面活性剂JCF（脂肪醇聚乙烯醚）、OP-10（烷基酚与环氧乙烷的缩合物）、NNO（萘磺酸钠甲醛缩合物），它兼有分散和减水作用。表面活性剂易于产生气泡，在涂料中尽量少加或不加。⑵消泡剂 涂料在高速搅拌过程中也可能卷入空气产生气泡，因此要加入少量的消泡剂。常用的有正辛醇、正丁醇、SPA-202脂肪族矿物油、SAF（聚甲基硅氧烷乳液）。⑶防腐剂 常用的防腐剂有五氯酚萘、五氯苯酚、苯甲酸钠、甲醛等。⑷碳吸附剂 冰晶石（Na3AIF6）在高温下形成活性NaF、AIF3等，对模样分解出的碳产生吸附作用，使之不沉淀在铸件表面，从而防止铸件表面积碳的产生。此外，涂料中还掺入氧化铁粉（Fe2O3），提高涂料的自剥离能力和抗氮气孔能力。件表面光洁，并在一定程度上提高尺寸精度。

2涂料的作用和性能要求

涂料可以填充型和芯的表面孔隙在高温下抑制砂型与金属液的热相互作用 (机械渗透和化学侵蚀)，从而防止机械粘砂，使铸件表面光洁，并在一定程度上提高尺寸精度。涂料还能够提高型和芯的表面强度，防止因液体金属的冲刷作用而发生砂眼、毛刺等缺陷。涂料层的隔离作用，还能够防止因型和芯受热产生大量气体侵入铸件而形成气孔缺陷。热膨胀低的涂料还可减少铸件夹砂缺陷。此外，通过在涂料中添加绝热保温材此外，通过在涂料中添加绝热保温材布，调节热流的传递和运动，控制合金的凝固和结晶过程，从而消除缩松缺陷。在涂料中添加某些特殊附加物，还能做到局部孕育或表面合金化，达到改善组织的目的。涂料的这些作用，近来也受到人们的重视。对于涂料的性能，有许多要求：

2.1悬浮稳定性，涂料应当在一定时间内不沉淀、不分层、不结块并保持密度的 均匀性。悬浮性主要决定于所添加的悬浮剂 的质量和加入量，以及耐火填料的颗粒大小和比重等。

2.2渗透性，它表示涂料在涂覆后能够渗入型或芯表层一定深度的能力。渗透性并不是越大越好。渗透性过大，会造成不必要的浪费，或难以保持一定的厚度。渗透性过小，涂料在型或芯上的附着力小，烘干和浇注时易起皮破损。渗透深度取决于耐火材料的粒度、涂料的比重和粘度、涂料悬浊体系的表面特性和内部结构特点，以及涂料与型或芯的润湿性等。

2.3触变性，(摇溶性) 物理化学中把触变性现象视为一种溶胶软胶可逆等温转变过程。触变性包括剪切变稀粘度依时性的两个方面：一是在剪切力作用下能变稀，剪切力去除后又会恢复原先的状态，二是上述变稀或变稠都有一个时间进程。通俗地说，就是“一搅就稀，静止还稠”。好的涂料应当具有一定的触变性，使用时 “稠而不粘，滑而不淌”，便于涂刷、浸涂、喷涂，而涂料既不堆积，也不流失。触变性是现代铸造用的涂料的主要工艺性能之一。它在一定程度上是反映涂料许多工艺性能 (如悬浮性、涂刷性等)好坏的综合指标。触变性取决于涂料悬浊体系的内部结构特点，可以通过在一定剪切速率下涂料的表观粘度和时间的关系来判断。

2.4涂覆性， 它表示涂料以一定厚度均匀覆盖在型或芯表面的难易程度。涂覆时应当不堆积、不流失，也不损坏型或芯的表面。目前还没有直接测定涂覆性的办法，一般可以用涂料的粘度、比重、触变性、涂层厚度或涂挂重量等指标综合衡量。

2.5表面强度， 涂料必须有足够的表面强度，以防止涂层在搬运和合箱过程中损坏。

2.6高温抗裂性， 涂层在烘干和浇注过程中应当不开裂，以防止铸件产生毛刺或脉纹。

2.7抗粘砂性， 防止粘砂的能力是涂料的主要性能之一。它主要取决于涂料的组成，尤其是耐火材料的性质以及浇注时的气氛。涂层的厚度、强度、抗裂性对抗粘砂性也有影响。

存期长、无公害、低成本、适应性广等。除上述性能外，还要求涂料发气少、存期长、无公害、低成本、适应性广等。涂料要全面满足以上要求，实际上是困难的。对于不同的砂型种类、不同的铸件(甚至同一铸件的不同部位)，应当根据低成本高质量的原则选择使用适当的涂料。

3、制备和涂挂

3.1 水基实型涂料配方

首先应根据铸造合金的种类和铸件大小等要求确定制备涂料的性能，如耐火能力，涂层强度，涂料保存时间等，然后选择耐火粉料、载液、粘结剂、悬浮剂和助剂，经试验调整调整并确定配方。表1，表2和 表3列出了配制的几种配方。

3.1表1 铸铁水基实型涂料配方

涂 料

组 分

碱性酚

醛树脂

CMC

钠土

水

氧 化

铁 粉

锆 粉

锂辉石

莫来石

WT/%

60

3

30

600

5

100

400

500

3.1表2 高锰钢实型醇基涂料配方

涂 料

组 分

酚醛

树脂

PVB

锂土

酒精

氧 化

铁 粉

锆 粉

电熔

镁粉

正辛醇

WT/%

30

6

30

500

5

170

830

5

3.1表3 铸铁醇基实型涂料配方

涂料

组分

酚醛

树脂

PVB

锂土

酒精

氧化

铁粉

锆粉

石墨

鳞片

石墨

WT/%

25

8

25

550

5

150

800

50

3．2涂料的制备

制备时一般先在分散机中分散，再经过研磨设备研磨。对于年用量100t以下的企业，2~3千瓦的分散机即可。其叶轮有叶片和圆盘两种。叶片式搅拌力较大，能使物料上下翻动，但转速稍高就会引起物料飞溅，圆盘式叶片上下交错分布，对物料有很强的剪切作用，可平稳地高速转动，分散效果较好，生产率也较高，设备可自制。叶轮的线速度可选用大于200cm/min的为宜。对于产量要求不高的企业，也可选用小型球磨机，圆桶直径在0.5-0.8mm左右，转速100转/min左右。涂料在球磨机中研磨，除分散效果良好外，还可使骨料破碎，起到对涂料的活化作用，提高涂层的质量。球磨机比胶体磨效果好，经球磨机研磨好的涂料不但涂层强度高，而且流平性和涂刷性等工艺性能都较好，球磨时间4h以上。

水基涂料的搅拌程序一般是将膨润土、CMC和水置于分散机中搅拌成浆状再加入耐火材料连续搅拌，然后依次加入粘结剂、表面活性剂等助剂。膨润土和CMC预先泡好，效果会更好。醇基涂料如使用锂基膨润土作悬浮剂，应预先用水预发24h以上，酚醛树脂和PVB等也要先用酒精泡开，再将其加入分散机中混合。我们也采取过将泡好的酚醛树脂和锂基膨润土混合碾压成预混体长期保存，使用时按比例加入到其它混合料中一起混制成涂料。该法对于小型企业非常适用。

3. 3 涂料的涂敷

根据铸件的生产批量来选用涂料的涂挂方法。对于单件、小批量生产的模样，宜采用刷涂。对于较大的铸件可采用流涂。流涂的涂料粘度应小一些，并具有较好的涂挂性能；批量和形状复杂的模样采用浸涂和流涂，薄壁易变形的模样采用喷涂法。几种方法可结合使用。涂料必须均匀覆盖模样表面，无缺涂、过度流淌或夹杂气泡。涂层厚度一般在0.5-2.5mm，可根据铸件形状、薄厚、复杂程度、合金种类、浇口静压头高度等因素确定。

一般需涂1-3次，每次涂层均需干燥，如干燥后的涂层产生裂纹，应及时降低涂料的比重、膨润土加入量，适当增加粘结剂的加入量。涂层干燥，一般在烘炉中通过热空气（低于60℃）循环实现。烘干时间3-10h。也可采用室外晾干、红外线或微波干燥。

4、质量与性能检测

涂料性能的检测是保证涂料质量的必要重要条件，涂料的物理性能，如比重、粘度和悬浮性可以在试验室中用常规仪器检查。比重的检测最好用称重法，因为实型涂料的粘度大，比重计及波美度计不易自由悬浮，影响检测结果。比重的检测非常重要，它直接影响涂层厚度，并可控制溶剂的加入量。涂层厚度可采用称量法和专用卡尺测得。涂层透气性测定有多种方法，在试验室采用固定配方的膨润土湿型砂标准试样，在一端涂上涂料后烘干，在普通透气性仪上测定。在生产现场，可采用测定浇注时间的方法间接估算涂层透气性。

涂层强度采用SVQ型涂料涂层强度测定仪测定。测试前先向底座的涂料槽中逐层涂刷涂料并烘干，经打磨保证涂层厚度为1.2mm。测试时开动空压机向空腔内加压，直至涂层破裂，从压力表上读出最高压力，该压力值即作为涂料的涂层强度值。对表2和表3的涂料性能进行了测定，结果如表4和表5。

表4 铸铁水基实型涂料性能

涂料名称

（24h）

悬浮性

g/cm-3

密度

透气性

涂层强度

MPa

高温急热

抗裂性

发气量

Ml/g

自制 1

98

1.90

17

0.15

1级

21

表5 实型醇基涂料性能

涂料名称

悬浮性

（2h）

密度

g/cm-3

透气性

涂层强度

MPa

高温急热

抗裂性

发气量

Ml/g

自制 2

自制 3

95

98

1.58

1.25

75

80

0.075

1.0080

1级

1级

22.5

20.0

5、生产应用

某厂生产球铁杆头铸件，需要一批高质量的实型涂料，采用进口阿什兰消失模涂料，效果良好，但价格太高。采用国产的商品涂料，质量不是很稳定，如采用仅依靠进口涂料，势必增加很多成本。我们通过分析认为，如大部分采用国内材料，粉状材料成本可降低至4000元以下，经济效益是非常明显的，而且可以根据需要随时进行性能调整。

根据资料配制以270目高铝粉为耐火材料的涂料，粘结剂采用白乳胶。经轮试验后发现，涂料透气性较差，涂料易起泡，铸件废品很多，最初两次几乎没有成品。采用200目莫来石和锂辉石做为骨料，以水溶性酚醛树脂为粘结剂，经试验效果较好，所生产的铸件基本都浇成了，铸件粘砂较严重。随即又在配方中添加了320目锆粉，进行了试验，效果非常明显。铸件浇铸后涂层和铸件非常易于剥离，完全解决了粘砂的问题，而且铸件的成品率较高，达到了同批浇注的采用阿什涂料的水平。配方如表1。

某厂实型法生产球磨机鄂板高锰钢铸件，以前涂料依靠购买商品涂料，经常发生涂层开裂、粘砂等涂料废品。为了自己解决涂料问题，曾经试验过多种配方，都没有成功，尤其是粘结剂和骨料的选择，问题较大。如采用PVA加硫酸盐粘结剂+高铝粉等配方，涂料的常温强度可以，但高温强度低，铸件粘砂严重。经过试验采用表2的配方，采用该厂的球磨机等现用设备，成功的生产出了大批铸件。配制用于铸铁材质的石墨涂料配方见表3。

6、结论

6.1中小实型铸造厂采用各种国产材料自制涂料，可降低材料成本，提高产品质量，也可增强灵活性，提高市场竞争力。正确选用涂料的配方、原辅材料是自配涂料成败的关键。配方的选择除考虑技术因素外，还应考虑材料的成本，可优先采用当地和较近地区的材料。

6.2从国际范围看，商品涂料的品种将日益增多，涂料的工艺性能和涂覆方法在不断改善和革新。由于烘炉烘干费用高，使用水基涂料显得不那么经济，而采用低“泡沫”载体涂料、干态涂料、静电粘结涂料、光辐耐固化涂料等，将成为涂料发展的趋 向。总之，未来的涂料，应用效率将更高，效果将更好。由于严格的环境保护法的限制，可望在几年之内有的国家将不再使用易燃涂料。从国内情况看，涂料的基础理论研究以及新型触变性涂料的研制和应用会取得新的成果，浅色和自色涂料的应用将会逐步扩大。涂料专业定点生产和商品化、优质化，在短期内也将逐步实现。

包括单晶125*125 150对角线

单晶125*125 165对角线

单晶156*156200对角线

多晶125*125

多晶156*156

晶体硅光电池

晶体硅光电池有单晶硅与多晶硅两大类，用P型（或n型）硅衬底，通过磷（或硼）扩散形成Pn结成制作，生产技术成熟，是光伏市场上的主导产品。采用埋层电极、表面钝化、强化陷光、密栅工艺、优化背电极及接触电极等技术，提高材料中的载流子收集效率，优化抗反肘膜、凹凸表面、高反射背电极等方式，光电转换效率有较大提高。单晶硅光电池面积有限，目前比较大的为 ∮10至 20cm的圆片，年产能力46MW/a。目前主要课题是继续扩大产业规模，开发带状硅光电池技术，提高材料利用率。国际公认最高效率在AM1.5条件下为24％，空间用高质量的效率在AMO条件约为13.5—18％地面用大量生产的在AM1条件下多在11—18％之间。以定向凝固法生长的铸造多晶硅锭代替＃晶硅，可降低成本，但效率较低。优化正背电极的银浆和铝浆丝网印刷，磨图抛工艺，千方百计进一步降成本，提高效率，大晶粒多晶硅光电池的转换效率最高达18.6%。

非晶硅光电池

a－Si（非晶硅）光电池一般采用高频辉光放电方法使硅烷气体分解沉积而成。由于外解沉积温度低，可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上沉积约1μm厚的薄膜，易于大面积化（05rn×l.0m），成本较低，多采用p in结构。为提高效率和改善稳定性，有时还制成三层P in等多层叠层式结构，或是插入一些过渡层。其商品化产量连续增长，年产能力45MW／a，10MW生产线已投入生产，全球市场用量每月在1千万片左右，居薄膜电池首位。发展集成型a－Si光电池组件，激光切割的使用有效面积达90％以上，小面积转换效率提高到 14.6％，大面积大量生产的为8－10％，叠层结构的最高效率为21％。研发动向是改善薄膜特性，精确设计光电池结构和控制各层厚度，改善各层之间界面状态，以求得高效率和高稳定性。

多晶硅光电池

P－Si（多晶硅，包括微品）光电池没有光致衰退效应，材料质量有所下降时也不会导致光电池受影响，是国际上正掀起的前沿性研究热点。在单晶硅衬底上用液相外延制备的p－Si光电池转换效率为15.3％，经减薄衬底，加强陷光等加工，可提高到23.7%，用CVD法制备的转换效率约为12.6—l7.3%。采用廉价衬底的p—si薄膜生长方法有PECVD和热丝法，或对a—si：H材料膜进行后退火，达到低温固相晶化，可分别制出效率9.8%和9.2%的无退化电池。微晶硅薄膜生长与a—si工艺相容，光电性能和稳定性很高，研究受到很大重视，但效率仅为7.7％大面积低温p—si膜与—si组成叠层电池结构，是提高比a—S光电池稳定性和转换效率的重要途径，可更充分利用太阳光谱，理论计算表明其效率可在28％以上，将使硅基薄膜光电池性能产生突破性进展。铜烟硒光电池 CIS（铜锁硒）薄膜光电池己成为国际先伏界研究开发的热门课题，它具有转换效率高（已达到17.7％），性能稳定，制造成本低的特点。CIS光电池一般是在玻璃或其它廉价衬底上分别沉积多层膜而构成的，厚度可做到2－3μrn，吸收层CIS膜对电池性能起着决定性作用。现已开发出反应共蒸法和硒化法（溅射、蒸发、电沉积等）两大类多种制备方法，其它外层通常采用真空蒸发或溅射成膜。阻碍其发展的原风是工艺重复性差，高效电池成品率低，材料组分较复杂，缺乏控制薄膜生长的分析仪器。CIS光电池正受到产业界重视，一些知名公司意识到它在未来能源市场中的前景和所处地位，积极扩人开发规模，着手组建中试线及制造厂。