“我们的技术团队和材料领域的科学家都在致力于优化铸锭炉的结构和工艺技术，以期以多晶硅的生产成本达到单晶硅的性能。”——GTAT 总裁兼 CEO 汤姆・古铁雷斯（Tom Gutierrez）
在 2011 年几乎所有厂商对节能降耗以外的新技术闭口不提时，类单晶（也称准单晶）技术浪潮却以 “多晶的成本，单晶的效率” 在一夜间席卷中国。凤凰光伏算是先行者，较早的用 GT Advanced Technologies（简称 GT）的多晶硅铸锭炉进行了改造，天威新能源也在 2011 年的年会上，由 CTO 张凤鸣博士宣布三个月的时间将全部铸锭炉完成了改造。他们都是 GT 的客户，据凤凰光伏的一份资料显示，采用最好和较好的两种类单晶硅片制作电池，每片制造成本可以节约 0.3-0.4 元。
客户都行动起来了，这个时候 GT 在做什么？笔者忍不住联系了 GT 全球市场总监 Jeff Nestel-Patt。答案：研发，测试。现在，GT 的类单晶炉终于千呼万唤始出来。3 月 16 日，GT 宣布，DSS450MonoCast 铸锭技术已经实现 100% 单晶的全单晶铸锭产出。
这个多晶硅铸锭巨头似乎永远慢人一拍，他们做 DSS450（数字代表单体锭质量），中国、韩国企业已经推出了 600KG 的炉子，他们推出 DSS650，中国都已经做到了 800KG⋯⋯但他们一直是做的最好的铸锭炉设备商。
GT 这一年
GT 在 2011 年很忙。
除了新项目 —— 蓝宝石长晶炉的业务拓展，GT 也忙着做如下几件事：
一、面对不断试图挑战其铸锭炉霸主地位的中国厂商，GT 在前年就在香港设立了亚洲总部，2011 年增加了对正在使用的 3100 台铸锭炉应用情况的监测和售后服务，强化占该公司业务 95% 的亚洲市场的领先地位。
二、类单晶。优质的类单晶组件性能上与单晶硅片组件相差无几，较低的光衰减和不切角的正方形表面比单晶硅片比具有更大的发电表面积。而成本仅比多晶硅片高出一点点。
三、收购 Confluence Solar，研发 Hi-CZTM 法高质量单晶炉，值得一提的是，这家公司的投资者除了 Convexa Capital、Oceanshore Inverstors，还有一直与 GT 联系紧密的韩国厂商 OCI。
四、改名。
“其实类单晶并不是一个新的技术。”GTAT 产品经理 Henry Chou 说：“早在 70 年代，被 GT 收购的蓝宝石生产商 Crystal Systems 的创始人之一 Fred Schmid 在生产蓝宝石长晶的同时，他提出了类单晶的理论，但当时控制比较难，而且硅的熔点比蓝宝石低，籽晶很容易熔化，现在 Fred Schmid 仍在 GT 就职。”
GT 的类单晶研发始于六年前，Fred Schmid 加入 GT 的时候这项研究就已经进行了数年。直到去年 4 月，GT 宣布佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）光伏研究心中应用 MonoCast 硅片生产的电池效率达到了 19%，平均效率达到了 18.8%。“这是类单晶电池效率的新纪录。” 该研究中心主任阿吉特・罗哈吉（Dr. Ajeet Rohatgi）说，“这意味着未来电池厂商可以以较低的成本用类单晶达到这个效率。”
同年 9 月份 GT 的准单晶技术仍然在测试阶段，他们与韩国 Nexolon 合作开展了生产测试，据光伏权威网站 Solarbe 的消息，这家公司 10 月份开始生产 MonoCast 产品并接受订单。GT 对客户测试时几乎不管不问，笔者问为什么对客户如此 “冷淡”？Jeff 说：“这是为了让他们得到最真实的数据。”
类单晶：基础之上的改进措施
因为市场疲软，很多 GT 的客户诸如凤凰、天威等厂商等不及 GT 无尽的测试，自己动手提前进行了改造，保利协鑫、昱辉、晶澳、英利、阿特斯等企业也均开始着手研发类单晶技术，并将炉子转为类单晶设备。其中晶澳推出的名为”Maple“系列的类单晶电池转化率达到了 18.4%，保利协鑫在 2011 年推出 “鑫单晶” 新型硅片，效率达到 18.5%，据本刊了解，保利协鑫计划该产品每月产能一亿片左右。阿特斯应用类单晶硅片、采用 ELPS 技术让电池效率也达到了 18%，而且组件的转化率达到了 15.8%，今年计划产量提至 400-600MW，占 2012 年出货量的 1/4。
GTAT 产品经理 Henry Chou 介绍，类单晶可以将材料成本减少 20-40%，可预期的转化效率将突破 19%，较目前 16% 的多晶硅电池效率提高了 2-3% 百分点，进一步推动了平价上网的到来。
2011 年类单晶的研发和改造火爆，但仍然有几个问题存在：多晶含量多一些的硅片，外观被终端用户尤其是欧洲市场所排斥；购买或改造设备让流动资金捉襟见肘的光伏企业更显拮据；更重要的是，类单晶的良率如何控制？
目前中国大陆和台湾地区的铸锭厂商中，往往出现不均匀甚至反复回炉的现象，成本居高不下。台湾厂家中美矽晶、绿能、达能、旭晶、昱成等厂商对类单晶研发相对凤凰光伏等企业较晚，因此产出更加有限。
多晶硅铸锭和单晶生长的加热是完全不一样的，多晶硅铸锭追求快速，而且热场是从下至上，单晶却要小心避免过热熔化在下面的籽晶，热场加热应该是从上至下，这是个难点。但炉子里面过热的温度决定了没有办法用摄像设备监测，国内一般解决这个办法是用探棒，裹上湿一点的泥巴，通过泥巴的情况来判断炉内温度，这要对时间把握的很好，对经验要求也较高。而且一旦弄错，太早不会碰到籽晶而长多晶，太晚籽晶会熔化，整个锭都会报废。GT 还首创了自动保留籽晶功能，反复生产，节省了籽晶成本。
“我们的客户不需要为新技术花大价钱。”GT 的长处在于成体系的研发和可持续的升级，DSS450 MonoCast 外观和 DSS450 没有任何差别，如以前的升级一样，更改热场，节省了大笔资金。而且采用的是自动检测技术，减少了对工人经验的依赖，笔者认为这项技术最为卓越的一点在于能够自动根据炉子的情况加以监测。“如果客户有 100 台炉子，有些炉子老一点的，散热比较快，不注意锭就会报废，所以软件控制是非常必要的。” 关于详细的控制方式，GT 称属于保密范畴，因此暂不对外透露。
GT 将类单晶硅片分为 0、I、II、III 四类，其中 0 类和 I 类在外观和性能上与单晶硅片几乎没有差别，而且由于采用铸锭工艺，硅片中氧含量较低，衰减率也很小，II 类硅片一般由硅锭四边位置切割而成，会有明显的多晶花纹，而 III 类则是四角的位置，II 类和 III 类硅片在欧洲市场不被客户接受，一些地面电站只考虑成本因素可以使用二类硅片。所有类单晶厂商需要做的就是尽可能的将多晶挤压到硅锭的外围。“用新的热场 GT 可以做到 80% 的锭里面全是单晶，切成硅片大部分是 0 类和 I 类的，这是客户不经过我们指导自行测试得出的结果。”Jeff 说，” 有的工厂可以达到 90% 以上，而且对于欧洲市场，我们可以通过算法增加 0 类单晶的比重，包括 II 类在内可以达到 95%，这也是 GT 工艺的强大之处。” 需要注意的是，II 类硅片可以通过酸洗制绒改善外观，但效率有损失，目前 III 类硅片效率比普通的多晶硅片还差些。
GT 计划下一步为行业正在应用的超过三千台多晶炉都完成改造，相比客户自己改造，Jeff 称 GT 无论在时间和技术成熟度等方面都具备优势。“客户可以自己慢慢的做，但是要花很多时间，GT 的解决方案，客户可以马上得到应用，这 3000 多台炉子可以很快改造完毕。” 实际上，GT 正是给市场传递这种信号：“这活儿还是找专业的来吧。”
中盛光电为类单晶取了个有趣的名字 “Moly”，“Mono” 和 “Poly” 的结合，他们表示随着 GT 推出了类单晶炉后，在 2012 年将 50% 的多晶炉改为类单晶炉。他们称组件可实现 15.72 的转换效率，不过他们刚刚关停了旗下的硅片工厂，预计会找规模成本更具优势的企业如保利协鑫、昱辉或 LDK 这些企业代工。通威太阳能也和 GT 进行了接洽，而且通威投资 13 亿元的一期工程要在 2012 年 6 月底建成 200MW 硅片生产能力，双方合作机会很大。
2013：Hi-CZTM 之年
关于 Hi-CZTM 硅材料，GT 计划 2013 年推向市场，不过以他们的这种拖拉的风格，估计现在至少已经完成理论方面的工作，甚至设备样品已经生产出来。虽然 GT 也受到目前光伏市场现状的影响，但 GT 顺利完成的 7500 万美元的股票回购计划仍然表明 GT 对未来信心十足，而且财务状况良好，所以有理由相信 GT 的 Hi-CZTM 计划如期完工。
Hi-CZTM 是为了满足 N 型电池等高效电池需求的高质量单晶材料，采用连续加料提拉法，能够保证晶体生长重量与补加原料重量始终相等，从而达到自动控制晶体直径的目的。为了收购 Confluence Solar，GT 支付了 6000 万美元现金以及一项 2000 万美元的现金盈利能力支付计划，而 GT 也获得了 Confluence 的 HiCzTM 技术。据称，该技术成本将低于传统提拉法生产单晶硅棒的成本。
GT 的本意是销售炉子，但由于 Hi-CZTM 硅片的市场仍然不成体系，市面上仍然见不到针对 N 型高效电池推出的硅片，普通的硅片又很难达到 N 型电池的标准，因此 GT 在美国圣路易首先成立了针对 N 型高效电池推出的工厂，规模不大，以供试做硅片，同时 Jeff 也说此举也说方便 GT 自己将材料做成电池片测试，相互推动市场发展。
在采访的最后，谈起对市场的期望，Jeff 想了一下，说：“不要双反。” 我们相信，双反对全球及美国的光伏产业都将带来严重的后果。为了保持光伏产业的持续成长和繁荣，整个光伏产业链上的公司应该齐心协力降低成本。任何有可能增加成本的行为，对美国和全球的光伏产业都是有害的。我们认为，这些关税将增加光伏消费者的成本，阻碍美国就业市场的成长，并减缓在新能源以及技术发展方面的投资。太阳能正在缩短与传统能源之间的差距，但是这个过程将会被保护主义和价格上涨损害。
索比光伏网 https://news.solarbe.com/201212/30/50021791.html
