9/9《光伏電池片制程用石英管》標準征求意見稿編制說明一、工作簡況任務來源石英玻璃管是光伏電池片的生產制程中重要的容器和設備材料之一，它具有高純度、耐高溫、耐腐蝕、高熱穩定性和高電絕緣性等優質特點，石英玻璃管的質量在電池片的擴散、外延、氧化等環節的應用將直接影響成品硅片的性能。當前市場上的光伏行業用石英材料質量參差不齊、競爭無序，對光伏產業鏈的健康發展存在一定的隱患。為了共同維護和推進光伏行業的健康發展、追求質量的長久穩定，2020年8月由江蘇太平洋石英股份有限公司向中國電子材料行業協會石英材料分會申請制定“光伏電池片制程用石英管團體標準”，經協會和專家團評審確認立項。本標準制定對象為“以高純石英砂（二氧化硅）為原料，采用連續電熔工藝生產并采用擴管工藝二次成型的，用于光伏電池片擴散和PECVD制程用直徑300-600mm的石英管。”1.2標準編制工作相關方及工作組成員單位指導單位：中國電子材料行業協會承擔單位：江蘇太平洋石英股份有限公司主要參與單位和工作組成員：序號單位名稱標準聯絡人職稱/職務1西安隆基綠能科技股份有限公司李改改技術經理2晶科能源控股有限公司馬騰飛開發經理3晶澳太陽能有限公司趙永猛技術經理4沈陽漢科半導體材料有限公司李吏斌技術經理5北京凱德石英股份有限公司張忠恕總經理6上海強華石英有限公司周文華總經理簡要工作經過2020年8月由江蘇太平洋石英股份有限公司向中國電子材料協會提出制定“光伏電池片制程用石英管”團體標準申請，闡述標準制定的目的、意義、技術要求和國內外情況說明，初步確認了相關參與單位與職責。2020年9月分會秘書長帶隊，協會有關人員及專家組在江蘇太平洋石英股份有限公司召開了立項評審會并進行了實地調研。重點了解了石英管的生產流程、各生產環節核心技術控制點、主要生產設備、產品的性能檢測、外觀檢驗和包裝等過程。通過申請單位的詳細闡述和專家組、行業內相關企業的密切交流，協會與專家評審會決定予以立項。2020年10月-11月由團體標準工作組參考JC/T597半導體用透明石英玻璃管、GB/T4121石英玻璃熱變色性試驗方法、GB/T10701石英玻璃熱穩定性試驗方法、GB/T12442石英玻璃中羥基含量檢驗方法、GB/T2828.1-2012計數抽樣檢驗程序第1部分：按接收質量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃等相關標準，集合電池片生產制程對石英管的普遍要求和使用反饋等綜合考慮于12月初形成團體標準工作組內部討論稿。2020年12月由協會、專家組和光伏電池片生產、石英加工等企業和用戶在江蘇太平洋石英股份有限公司針對團體標準內部討論稿進行了研討。會議紀要見附件1。二、標準的編制原則和依據2.1標準結構及編寫本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。2.2標準主要內容的確定在實地調研和表述征集的基礎上遵循如下原則確定標準的主要內容（1）符合光伏電池片生產制程需求，客觀描述該制程中應用的石英管尺寸、外觀與理化性能要求，以及檢驗操作規范等。（2）具有可操作性；與國家標準的兼容性。三、標準主要內容的確定石英管在光伏電池片生產制程中的應用針對其尺寸、外觀和理化性能的控制應該有統一的要求，結合其使用的溫度、硅片的純度、使用時間和使用環境等方面，從實際使用出發，參考《半導體用透明石英玻璃管》、《太陽能電池硅片用石英擴散管》等標準，針對光伏電池片制程用的石英管制定統一規范。此標準是針對“以高純石英砂（二氧化硅）為原料，采用連續電熔工藝生產并采用擴管工藝二次成型的，用于光伏電池片擴散和PECVD制程用直徑300-600mm的石英管。”根據行業使用要求和關注點重點規范了石英管的尺寸偏差、外觀缺陷標準、理化性能標準、檢驗方法和檢驗規則等。3.1石英管公差尺寸本標準所指的石英管在客戶深加工后（主要指焊接、機械加工等）其主體部分的外徑、厚度橢圓度和偏壁度不會發生改變，可以滿足行業擴散管等成品要求，但是不同外徑或壁厚的石英管公差范圍根據其生產難度必然存在差異，結合其在光伏電池片設備中的容忍度制定為如下。單位為毫米外徑OD外徑偏差橢圓值壁厚t壁厚偏差偏壁值300≤OD＜400±1.0≤1.0t≤3±0.5≤0.6400≤OD＜500±1.0≤1.53＜t≤5±0.5≤0.8500≤OD＜600±1.0≤2.0t＞5±10%*wt≤1.03.2石英管外觀缺陷石英管的氣泡、氣線在生產過程中為隨機發生，但是其深度和長度會直接影響石英管的耐溫、耐壓和強度，因此光伏行業要求其深度不能超過石英管厚度的1/3，且分布不可太密集。石英管內的雜質顆粒、表面的存在的異物、析晶、裂紋及其它可見缺陷對電池片的質量或制程的穩定都存在一定的潛在影響（如高溫擴散揮發、晶格擴大強度降低、炸裂等），因此需要控制在一定的數量內將其影響降至最低，或更容易在石英管的后續加工過程中去除。外觀缺陷標準見附件2.3.3石英管理化性能石英管的純度在電池片生產中尤為關鍵，其雜質含量必須控制在極地的水平放在在高溫、刻蝕等環境中污染硅料，其雜質要求要高于普通電光源等石英材料略低于半導體用石英材料，根據不同元素的熔點和電子活潑程度等制定如下控制要求（最大允許含量）。單位為毫克每千克元素鋁Al鈣Ca鉻Cr銅Cu鐵Fe鋰Li鈉Na鉀K鎂Mg錳Mn鎳Ni鈦Ti鋯Zr最大值18.001.000.050.050.500.901.001.000.200.050.055.001.00石英管的羥基在高溫使用過程中容易釋放污染硅片，且高含量的羥基對石英管的使用壽命有顯著影響，縮短使用壽命，因此所有石英管均需經過高溫脫羥處理。石英管如果局部存在熱應力，則在使用或存放的過程隨著應力的逐步釋放容易導致局部炸裂，這一點在眾多的火加工試驗操作中獲得驗證，尤其針對壁厚更厚的石英管，炸裂的風險系數顯著提高，因此針對所有石英管無局部應力存在。石英管的熱穩定性、熱變色性、抗析晶性本標準未做特殊要求，符合相關國標、行標要求可滿足使用要求。四、標準的宣貫實施4.1標準的適用范圍適用于以高純石英砂（二氧化硅）為原料，采用連續電熔工藝生產的石英管，并采用擴管工藝生產的，用于光伏電池片擴散和PECVD用的，直徑300-600mm的石英管。4.2評價目的（1）指定統一、可操作的行業標準。（2）為石英爐管使用廠家提供產品驗收依據、降低產品使用風險。（3）減少石英爐管生產企業的無序競爭，維護行業健康發展。4.3標準使用建議建議在此標準的基礎上配合使用“太陽能電池片用石英擴散管、太陽能電池片用石英舟”，綜合考慮石英管對電池片生產制程的影響和實際要求。五、參考文獻（1）1GB/T2828.1-2012計數抽樣檢驗程序第1部分：按接收質量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃（2）GB/T3284石英玻璃化學成分分析方法（3）GB/T4121石英玻璃熱變色性試驗方法（4）GB/T5949透明石英玻璃氣泡、氣線檢驗方法（5）GB/T10701石英玻璃熱穩定性試驗方法（6）GB/T12442石英玻璃中羥基含量檢驗方法（7）JC/T597半導體用透明石英玻璃管（8）JC/T2205石英玻璃術語

附件12020年12月團體標準研討會會議記錄會議時間：2020年12月20日上午會議地點：江蘇太平洋石英股份有限公司參會人員：楊家茂、王鐵艷、邊志堅、李吏斌、李立寬、張錦、董金衛、周文華、馬騰飛、趙永猛、孔凡昌、董平、陳士斌、劉明偉、錢衛剛、張建、何茂乾、解冬利會議主要研討內容：1.會議議程介紹楊家茂秘書長對本次研討會的目的和議程進行介紹，重點說明本次研討會針對團體標準的內容由各專家、起草單位與行業相關企業負責人進行充分的討論，根據行業需要和市場的推進及規范化管理制定合適的標準，促進行業健康積極向上發展。2.團體標準的意義與流程說明王鐵艷教授重點介紹了團體標準制定的要求及意義，是根據市場需要來制定團體標準，同時主導單位要遵守相關的法律法規規定。其次重點介紹了團體標準制定經歷的主要階段（征集階段、立項階段、編制階段和批準發布階段）和各階段需準備的材料及注意事項。3.標準內容的研討1）團體標準名稱的修訂：會議成員通過討論一致決定修訂團體標準名稱為“光伏電池片制程用石英管”，去掉“爐”子，因制定的對象不包含擴后管的深加工，僅為擴后直管。2）起草規則更新要求：王鐵艷教授提出“前言”中依據的起草規則需根據最新發布的GB/T1.1-2020標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則對標準全文內容規范化表述進行完善，符合最新的指導文件要求。3）標準范圍修訂：會議成員通過一致討論增加石英管的直徑限定范圍，為直徑300-600（mm）石英管。4）石英管尺寸描述與偏壁度討論：王鐵艷教授提出單位填寫要求，表格名稱去掉“標準”兩字；周文華總經理提出偏壁度要求希望根據管材直徑范圍分級設定標準；專家組組長董金衛提出終端客戶產品使用僅限定壁厚公差，無偏壁度限制。5）外觀標準討論：表格表述不太規范，王鐵艷教授會提供一份新的模板；專家組組長董金衛和周文華總經理提出使用一定的面積范圍內允許的氣泡數量來定義，且直徑≤0.3mm的泡可以不管，同時提出泡的深度要求，希望泡的深度不要超過管材壁厚的1/3，晶科馬總提出相同建議，防止隨著市場發展口徑更大的管材使用此標準過嚴的風險。專家組組長董金衛提出管材表面可以允許黑點、白點，同時限定一定的數量，但不允許其它顏色的異物。王鐵艷教授提出“應力”應放在理化性能項目中，不在外觀項目中，同時董總建議是否可以量化應力大小要求。6）雜質元素含量標準討論：全體成員討論一致決定將Al最大允許含量修訂為18微克每克，其余元素含量全部保留小數點后兩位；“橢圓度”修訂為“橢圓值”。7）出廠檢驗和型式檢驗討論：王鐵艷教授提出出廠檢驗和型式檢驗存在部分檢驗項目重合的問題，一般都選其一，起草單位根據石英的特性再內部討論制定。8）抽樣方案的討論：提出定義好抽樣方案，依據GB2828原則分別定義尺寸、外觀和性能的抽樣標準，將“批”的定義描述清楚。附件2光電電池片制程用石英管外觀標準石英管氣泡要求氣泡石英管壁厚t氣泡大小100cm2允許個數每米允許個數t≤3mm≤0.3mm不計數量不計數量＞0.3mm，≤1.0mm≤1個≤5個＞1.0mm003mm＜t≤5mm≤0.3mm不計數量不計數量＞0.3mm，≤1.0mm≤1個≤5個＞1.0mm，≤1.5mm≤1個≤1個＞1.5mm00t＞5mm≤0.5mm不計數量不計數量＞0.5mm，≤1.0mm≤1個≤5個＞1.0mm，≤1.5mm≤1個≤1個＞1.5mm00注1：氣泡的直徑不能超過石英管壁厚的1/3。注2：氣泡群按整條氣線算，按氣線標準檢驗。注3：破皮氣泡不允許。石英管氣線要求氣線石英管壁t氣線寬度允許長度每米允許個數t≤5mm≤0.5mm151＞0.5mm，≤1.0mm101＞1.0mm00t＞5mm≤0.5mm151＞0.5mm，≤1.0mm101＞1.0mm，≤1.5mm51＞1.5mm00注1：氣線的寬度不能超過石英管壁厚的1/3。注2：擴后間斷氣線，按整條氣線算。注3：破皮氣線不允許。石英管其他外觀缺陷缺陷名稱要求析晶直徑≤0.5mm，數量≤1個/100cm2；0.5mm＜直徑≤1mm，數量≤1個/50