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【干货】高效多晶硅片技术回顾及预测

发表于:2016-06-20 10:44:23 来源:光伏新闻

回想2009年,多晶硅片效率在16.0%左右徘徊,那个时候肯定没有人能大胆预测到,多晶硅片效率能在2015年站上19.6%。多晶硅片效率能站上19.6%,有赖于整个光伏行业上下游的共同努力,甚至辅材技术的进步也功不可没。本文首先回顾高效多晶硅片的研究历史,最后斗胆预测一下高效多晶硅片未来的研发方向,不一定对,仅供各位铸锭技术人员参考。

一、高效多晶硅片的研究历史

如果说无锡尚德是太阳能电池技术人员的培养基地的话,那么赛维就是铸锭行业的黄埔军校。目前国内各个铸锭厂都有赛维出身的生产技术人员,之所以出现这种局面,除了赛维在铸锭行业起步较早之外,是因为赛维有一位铸锭行业的权威——万跃鹏博士,我们先来看看从网上搜到的万博士的照片与简历:

万跃鹏江西南昌人。LDKSolar公司资深副总裁、首席技术官(CTO),国际知名的太阳能多晶硅定向生长设备与工艺技术权威。

万跃鹏1986年毕业于中国科技大学机械工程系,1989年于该系研究生毕业,获硕士学位并留校任教,1997年于德国亚琛工业大学机械工程系获博士学位。随后在美国纽约州立大学机械与材料工程系做博士后研究。先后在美国GTSolar公司任高级工程师、研发主任。2007年2月开始加入地处江西新余市的江西赛维LDK太阳能高科技有限公司。该公司于2007年6月成功登陆美国主板证券市场(NYSE),成为一家国际企业(LDKSolarLtd)。其发展之迅猛被世界太阳能光伏业界引为奇迹。

图1、赛维资深副总裁、CTO万跃鹏博士

目前在国内流行的铸高效锭工艺,就是万博士带领他的研发团队于2011年底研发出来的,但是在研发出这种铸高效锭工艺之前,赛维技术研究院花了大量的人力物力财力进行了大量的实验,可以说赛维不仅为国内铸锭行业培养了大量的人才,也为国内铸锭工艺的进步做出了巨大的贡献。

图2.普通硅锭硅块与高效硅锭硅块少子寿命图对比

二、高效多晶硅片未来的研发方向

1、类单晶

图3.类单晶硅块与类单晶硅片照片

2010年,国内以赛维、晶海洋、浙江大学等为代表的企业与学校掀起了一股研究铸硅单晶的热潮,类单晶硅片与硅块如上图所示,但是由于类单晶晶粒较大,较大的晶粒导致了较大的应力,无法释放的应力导致在类单晶中产生了大量的T型位错与小角度晶界,而且从底部到顶部,T型位错与小角度晶界呈现这么一种规律:从底部到顶部位错逐步增加,这种规律导致了类单晶硅锭底部的硅片效率与单晶相当,顶部硅片的效率甚至低于普通硅片,类单晶硅片效率分布如下图4所示。由于效率分布区间从16%一直到17.7%,且有50%的电池片效率低于17%,因此,电池生产企业无法接受这种硅片,因为这意味着有接近一半的电池片无法销售。

图4.类单晶硅片效率分布图(2012年电池厂家效率数据)

但是只要我们解决了这个位错从底部到顶部逐步增殖的这个难题,那么类单晶将会展现出强大的生命力,因为这意味着类单晶整体效率和单晶相当了。

 

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