鑄造單晶難點(diǎn)和成本分析

:聲明：鑄造單晶各項(xiàng)數(shù)據(jù)，小編也是道聽(tīng)途說(shuō)，不一定對(duì)，您若有不同觀點(diǎn)，歡迎文后留言。

（來(lái)源：微信公眾號(hào)“光伏新聞”ID：pv-news）

由于硅片價(jià)格越來(lái)越低，導(dǎo)致硅片成本占系統(tǒng)的成本份額也越來(lái)越低，因此，電池效率的高低顯得愈發(fā)重要。因此，最近兩年多來(lái)，單晶硅片攻城略地，多晶硅片節(jié)節(jié)敗退，潰不成軍。目前隆基2020年的規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)到了65GW，長(zhǎng)期規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)到了80GW，中環(huán)的規(guī)劃產(chǎn)能也達(dá)到了56GW，同時(shí)晶科單晶異軍突起，無(wú)錫上機(jī)也是來(lái)勢(shì)洶洶。

識(shí)時(shí)務(wù)者為俊杰，傳統(tǒng)多晶硅片企業(yè)如協(xié)鑫、賽維、榮德等紛紛開(kāi)始進(jìn)行166鑄造單晶的研發(fā)生產(chǎn)，其中協(xié)鑫已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)166鑄造單晶硅片。近日，協(xié)鑫還在內(nèi)蒙古錫林浩特?cái)U(kuò)產(chǎn)了8GW鑄造單晶。鑄造單晶雖然雷聲隆隆，但是除了協(xié)鑫外，小編暫時(shí)還沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)還有哪家硅片企業(yè)開(kāi)始了量產(chǎn)，那么鑄造單晶的難點(diǎn)在哪呢？

一、鑄造單晶的背景

鑄造單晶技術(shù)不是一個(gè)新鮮技術(shù)，早在二十年前GTsolar公司為了開(kāi)發(fā)鑄造單晶技術(shù)專門(mén)研發(fā)了GT爐，這爐子就是GT鑄錠爐的前身。GT公司在研發(fā)中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)定向生長(zhǎng)的方法很難長(zhǎng)出性能和CZ單晶一樣的單晶，但是長(zhǎng)出來(lái)的多晶也可以做電池，雖然效率略低，但是成本也更低，尤其是對(duì)硅料的要求更低，整體而言多晶的性價(jià)比是優(yōu)于單晶的。隨后，GT公司放棄準(zhǔn)單晶爐和準(zhǔn)單晶技術(shù)的研發(fā)，直接將鑄錠技術(shù)和鑄錠爐投放市場(chǎng)，這就是多晶硅片的起源。

早在二十年前GTsolar公司也做過(guò)鑄造單晶技術(shù)的研發(fā)，后來(lái)放棄了；另外ALD早期也為BPsolar產(chǎn)品研發(fā)過(guò)鑄造單晶設(shè)備。這次是在2006年，Bpsolar已圍繞鑄錠單晶這一主題做了較多工作，并開(kāi)發(fā)了MONO2產(chǎn)品，其專利US2007/0169684A1報(bào)道了多種方法。其中有一種方法是將籽晶與硅料分開(kāi)放置，將熔融硅液倒入鋪有籽晶的容器中進(jìn)行長(zhǎng)晶。后由于其總公司將重點(diǎn)放在了化石燃料方面，Bpsolar終止了鑄錠單晶的研究。最近的一次是在10年11年12年這三年，鑄造單晶技術(shù)在國(guó)內(nèi)鑄錠企業(yè)間掀起了一個(gè)較大的高潮，后來(lái)又戛然而止，因?yàn)殍T造單晶碰到了其無(wú)法克服的難點(diǎn)。

二、鑄造單晶的難點(diǎn)

難點(diǎn)1、鑄造單晶中上部缺陷大

采用坩堝底部鋪單晶籽晶長(zhǎng)單晶的方法最大的難點(diǎn)是用這種方法長(zhǎng)出來(lái)的鑄造單晶硅塊中上部位錯(cuò)、缺陷增殖很快，雖然硅錠下部的類(lèi)單晶片子做出來(lái)的電池效率與單晶相當(dāng)，但是中上部的類(lèi)單晶由于小角度晶界和缺陷過(guò)多，效率比普通多晶還低，雖然可以用BT等分選硅片的方法將位錯(cuò)或缺陷大的硅片分選出來(lái)，但是合格的鑄造單晶硅片的生產(chǎn)成本降不下來(lái)，此方法治標(biāo)不治本。

那么有什么方法可以將鑄造單晶中上部位錯(cuò)、缺陷密度降下來(lái)嗎？由于鑄造單晶體積大，因此熱應(yīng)力也更大，這導(dǎo)致位錯(cuò)從底部到頂部逐漸增值。雖然可以通過(guò)優(yōu)化工藝在一定程度上降低中上部位錯(cuò)、缺陷密度，但是鑄造工藝決定了，很難解決這個(gè)問(wèn)題。

鑄造單晶硅片效率分布圖(2012年電池廠家效率數(shù)據(jù))

難點(diǎn)2：鑄造單晶底部紅區(qū)長(zhǎng)

鑄造單晶底部鋪有籽晶，這些籽晶導(dǎo)致了鑄造單晶底部紅區(qū)高度與普通多晶相比高一些，與高效多晶類(lèi)似，這將降低鑄造單晶成品率8%左右。

難點(diǎn)3：鑄造單晶切片難度大

鑄造單晶在使用金剛線切片過(guò)程中，其金剛線消耗量比普通多晶硅片還高，增加了鑄造單晶硅片的切片成本。

難點(diǎn)4: 訂單少

目前有能力生產(chǎn)鑄造單晶的企業(yè)，除了協(xié)鑫外，都沒(méi)有訂單支持，因此也只能在實(shí)驗(yàn)室做做實(shí)驗(yàn)。

三、鑄造單晶成本

從此表中我們可以看出：鑄造單晶的成本高于單晶0.5元/片，即使籽晶重復(fù)利用一次，成本依舊高0.3元/片，效率低0.5%。

希望鑄造單晶技術(shù)在協(xié)鑫的帶領(lǐng)下，盡快獲得巨大突破。

原標(biāo)題:鑄造單晶難點(diǎn)和成本分析