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4.准单晶技术的决定性因素
4.1技术研发要点
(1)温度梯度改进。针对热场研发以改良温度梯度,同时还要注意热场保护;
(2)晶种制备。研究发现,准单晶晶种制备方向将朝着超大超薄的方向发展;
(3)精确熔化控制。这一环节非常难以控制,它决定准单晶是否能够稳定生产,因此需要一个与之对应的精准熔化控制设备。据了解,为获得稳定的控制工艺,凤凰光伏开发了一套针对准单晶专用的晶种融化控制设备,可以在0.5mm的时候进入长晶阶段;
(4)位错密度。在很多生产过程中,效率衰减总是不可避免,为此把位错密度控制到最低,是此项工艺的关键;
(5)边角多晶控制,即合理有效控制边角多晶的比例;
(6)铸锭良率提升。目前良率大约在40%~60%之间,还有待提高。
4.2量产决定性因素
(1)可行的工艺路线。如果开发出的准单晶没有可行的工艺路线,准单晶产品将只能处于实验室阶段;
(2)是稳定的控制方法;
(3)精准熔化控制设备;
(4)低廉的改造成本及生产成本,即在原有铸锭炉的基础上实现转型,从而降低成本。凤凰光伏日前宣布,该公司通过改造GTSolarDDS450型号炉,成功实现全球准单晶第一次量产,且成本低于晶硅电池。
5.准单晶技术的意义
准单晶不仅是高效硅片的一种可行性方式,同时也是铸锭厂降低成本的一个途径。关于成本控制问题,众所周知,在电池组件的利用率上,直拉单晶硅的硅棒呈圆柱状,制作的光伏电池片需将四周切掉,组成的电池组件成品率为50%左右。相比较而言,准单晶硅铸锭为方形铸锭,制作电池片的切片也是直角方形,组成的电池组件成品率约为65%。在工艺成本上,直拉单晶硅为160元/公斤,而准单晶硅为60元/公斤。从光伏电池总成本上考虑,在硅原料、切片、组件等其他成本一定的前提下,整个生产链的成本可因准单晶硅铸锭技术降低10%。但要做到该技术的低成本,不仅需要掌握相关工艺及理论知识,熟练的实际操作也必不可少。最后一个因素即高可靠性,核心表现为生产出来的产品能不能承受那么大的温度差。
虽然准单晶具有各项优势,但从上述技术难点来看,其发展还存在诸多制约,还需要更多的技术突破以实现长远发展。
6.结语
光伏设备制造商们在未来将面临巨大压力。多方面研究生产工艺,用先进设备满足光伏行业的发展需求,是光伏设备制造商们的重要出路。目前,在单晶提拉、多晶铸锭,尤其是准单晶铸锭技术上,中国已经超越了西方国家。国内的几家著名制造商均对准单晶生产工艺与技术有着不同程度的研究与实践应用。受益于准单晶,起步较早的企业将进一步巩固其在铸锭炉市场的地位,为竞争日益激烈的光伏设备市场增添了筹码。
从长远发展来看,随着准单晶产品的持续、规模化的生产,必将有越来越多的新技术陆续投入量产,如金刚线切割、全单晶铸锭、直接薄硅片等等。
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