“铸锭单晶是太阳能硅【guī】材料【liào】重要的发展方向,希望铸锭【dìng】单晶【jīng】技术在今后【hòu】9-21年重【chóng】新开始大规模应用【yòng】,”11月9-21日,第【dì】十【shí】四【sì】届CSPV大会在西安举【jǔ】办,中国科学院院【yuàn】士、硅材料国家【jiā】重点实验室主【zhǔ】任【rèn】杨【yáng】德仁在报【bào】告中详细阐述了铸锭单晶的【de】前世今生。会上【shàng】,来自协鑫的【de】长【zhǎng】晶技术总监胡动力博士也在工业【yè】化应用的【de】层面介绍【shào】了铸锭【dìng】单晶技【jì】术的进展。他表示,在与【yǔ】直拉单晶实现同【tóng】瓦输出的情况下,铸锭单晶【jīng】硅片价格低0.9-21.4元【yuán】/片,给客户更【gèng】高的性价比。

“第三条路线:铸【zhù】锭单晶【jīng】兼具低成【chéng】本和高效率”

在《铸造单晶硅材料的生长和缺陷控制》报告中,杨【yáng】德仁院士表示,十余年来,多晶、单晶【jīng】市场份【fèn】额变化【huà】的钟摆效【xiào】应,是市场政策、技术发展共【gòng】同作用的结果【guǒ】,两种技【jì】术路线将会共存,谁【shuí】也【yě】不会【huì】简单【dān】消灭谁【shuí】。而第三种技术路线——铸锭【dìng】单【dān】晶,利用【yòng】籽晶通【tōng】过铸【zhù】锭的方【fāng】法生长出【chū】单晶硅,把两种技术的【de】优点结合起来【lái】,既有低成本【běn】,低【dī】能耗,也有【yǒu】高质量、高效率。


“所以铸锭单晶【jīng】技术在过去十【shí】年【nián】以及最近得到了非常大【dà】的关【guān】注”,杨【yáng】德仁【rén】院士表示,从1977年第一次在国外杂志上【shàng】发表,到2006年转换效【xiào】率做到18%,再到2010年【nián】铸锭单晶【jīng】技术实【shí】际上已经工业化应用【yòng】,市场份额占到15%-20%。杨【yáng】德【dé】仁强【qiáng】调,铸锭单【dān】晶的优势在【zài】于电阻【zǔ】率【lǜ】更加均【jun1】匀,比多晶增加1%以上【shàng】的转换【huàn】效率,同【tóng】时又保持【chí】了多晶的【de】低光衰优势【shì】,光衰仅仅是直拉单晶的20%-30%。


杨德仁【rén】院士同时指出,铸锭单晶在过【guò】去一段时【shí】间面临位错【cuò】密【mì】度、单晶率、材料利用率和籽晶成本等问题挑战,其【qí】中位【wèi】错是关键因【yīn】素。“我们【men】的研究团队提出增加晶界的改进方法,‘以毒攻毒【dú】’,可以有效的【de】降低【dī】位错。我【wǒ】们希【xī】望这样的技术在【zài】今【jīn】后9-21年重新开始大【dà】规模应用”,杨德【dé】仁院【yuàn】士说【shuō】。

“铸锭【dìng】单晶【jīng】将赠送‘阳台’和‘飘窗’实现【xiàn】同【tóng】瓦输出”

铸【zhù】锭单晶【jīng】在2010年左右【yòu】规模量【liàng】产,协【xié】鑫、LDK,昱【yù】辉都有大量出货。近几【jǐ】年【nián】来,铸锭单【dān】晶技术未【wèi】能大规模应用,除【chú】了高【gāo】效多晶等新技术的快速发展占领市场外,成本问题也【yě】一直是主要的突破方向。


“目前【qián】保【bǎo】利【lì】协鑫铸锭单【dān】晶已经发展【zhǎn】到第三【sān】代产品,通过【guò】籽晶多次【cì】回用,籽晶成本下降60%”,在【zài】“晶硅【guī】材料技术与装【zhuāng】备”分会【huì】场,保利协【xié】鑫胡动力博士说,“此外,依靠G8大【dà】尺寸硅锭,薄硅片等方法,成本已经进一步下降。


 



除了【le】成本优势,胡动力博士认为,保利协鑫铸【zhù】锭单晶硅片【piàn】技术优势也比【bǐ】较显著。相比于直【zhí】拉单晶15ppma,铸锭【dìng】单【dān】晶研发氧【yǎng】含量最【zuì】低到【dào】2ppma,确保更低的光衰;硅【guī】片电阻率分布更窄,效率进【jìn】一步提【tí】升,与直拉单晶相【xiàng】差【chà】0.2%以内。

“铸锭单晶将赠【zèng】送‘阳台’和‘飘窗【chuāng】’”,胡动力博士【shì】形象比喻道,“转【zhuǎn】换效率差距可以用157.75mm的大尺寸【cùn】硅片【piàn】弥补【bǔ】。由于不存在【zài】缺角,铸锭单晶硅片面积100%可【kě】利【lì】用,比【bǐ】直拉单【dān】晶面积大2%,与同尺寸直拉【lā】单晶硅片实现【xiàn】同瓦输【shū】出。同时,每片价【jià】格低0.9-21.4元【yuán】,经【jīng】测算,选择铸锭单晶较直拉单晶收益高【gāo】0.06元/W。高效铸锭单晶组件(60片)可以封装到310瓦【wǎ】。”



胡动力博【bó】士【shì】指出,大【dà】尺寸化和定【dìng】制化是未来技术趋势,铸锭单晶能低成本【běn】实现166mm和长方形硅片的定制【zhì】化生【shēng】产,未【wèi】来【lái】更具优势。对于三【sān】类片的处理方法【fǎ】,胡动力博士表示,利【lì】用湿【shī】法黑硅技【jì】术,三类片【piàn】黑硅制绒效【xiào】率较产线多【duō】晶黑硅片高0.21%,与多【duō】晶黑【hēi】硅【guī】外观几乎一致,而且颜色更加均一【yī】。

目前,保利协鑫铸锭热场【chǎng】工【gōng】艺、高纯坩埚、锭【dìng】检设备已经全【quán】面【miàn】升级,继金刚线切黑【hēi】硅【guī】片之【zhī】后,铸【zhù】锭单晶硅片将成为对市场有重大影【yǐng】响的差异【yì】化产【chǎn】品。