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这两种铸锭类单晶技术都存在晶体生长速度与晶体质量相互矛盾的关系。
3、准单晶硅的发展
准单晶技术因其对晶硅铸锭行业有着很大的商业意义,国内外有很多机构都在进行这方面的研究,而且每家都对自己的研究进展和技术路线非常保密。这种保密研究和物理法提纯硅料一样。
根据有限的公开资料,准单晶硅(Mono2TM)最早在2006年由BPSolar研制成功,2007年生产出准单晶太阳能电池组件并进行了可靠性测试,相关资产在2010年底被ALD收购后向市场推出基于SCU400+的单晶铸锭炉。以下是BPsolar准单晶铸锭流程图和准单晶硅片少子寿命均匀性图示。
2009年11月,晶龙集团一次性投入3000万元作为专门的研发经费,以东海晶澳太阳能科技有限公司总经理黄新明博士为核心的研发团队,成功研发出准单晶硅铸锭技术,但门槛在于晶体生长速度与晶体质量的无法兼顾,且大尺寸硅锭的量产难度高,几经锤炼,于2011年3月,晶澳集团针对这一高效率低成本的准单晶硅电池下线并向市场进行推广。
2011年3月15日月中国河南安阳凤凰光伏正式对准单晶技术的研究立项,研发命名为“阿波罗计划”,经历了三个阶段的进展,最终在2011年5月30日前将试产的产品交至客户手中进行检测。在准单晶正常投料的情况下,平均衰减为0.4%—0.6%。在凤凰光伏将试产单晶硅片送至相关的电池生产商,在大生产线投放后得到的数据基本相同,光衰减为0.5%。2011年6月18日,中国河南安阳凤凰光伏在上海宣布其准单晶硅材料开始量产,其目标是将准单晶硅片的单片生产成本比传统的多晶硅片生产成本增加小于0.3人民币。目前市场上已有近10家企业正在试用凤凰光伏的准单晶硅片。
4、准单晶硅铸锭实例(晶澳太阳能)
以下为晶澳太阳能实验过程的准单晶铸锭实例,分别以CZ单晶硅、准单晶铸锭剩余籽晶(重复利用)、准单晶硅锭顶部大晶粒硅块为籽晶的铸锭结果进行对比。
将直拉法得到的(100)晶向单晶棒进行开方,得到断面尺寸为156×156mm的方柱,将其切成40~50mm厚的块状籽晶13块;另外,将之前准单晶硅铸锭得到的硅锭进行开方、检测、带锯切断,将切除的底部硅块(主要为剩佘籽晶)及顶部大晶粒硅块进行挑选及加工,去除上下的杂质富集层后进行清洗,底部硅块和顶部大晶粒硅块各取6块,厚度25~30mm将其作为另一部分籽晶。将通过以上方法得到的25块籽晶按5×5的方式紧密排列平铺在内部尺寸为840×840×400mm的标准石英坩埚内,排列时按不同种类籽晶对称的方式排布以作效果对比。
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