杨德仁院士：铸锭单晶兼具多、单晶双重优点 或将大规模应用

“铸锭单晶是太阳能硅材料重要的发展方向，希望铸锭单晶技术在今后1-2年重新开始大规模应用，”11月8-10日，第十四届CSPV大会在西安举办，中国科学院院士、硅材料国家重点实验室主任杨德仁在报告中详细阐述了铸锭单晶的前世今生。会上，来自协鑫的长晶技术总监胡动力博士也在工业化应用的层面介绍了铸锭单晶技术的进展。他表示，在与直拉单晶实现同瓦输出的情况下，铸锭单晶硅片价格低0.3-0.4元/片，给客户更高的性价比。

“第三条路线：铸锭单晶兼具低成本和高效率”

在《铸造单晶硅材料的生长和缺陷控制》报告中，杨德仁院士表示，十余年来，多晶、单晶市场份额变化的钟摆效应，是市场政策、技术发展共同作用的结果，两种技术路线将会共存，谁也不会简单消灭谁。而第三种技术路线——铸锭单晶，利用籽晶通过铸锭的方法生长出单晶硅，把两种技术的优点结合起来，既有低成本，低能耗，也有高质量、高效率。
 

“所以铸锭单晶技术在过去十年以及最近得到了非常大的关注”，杨德仁院士表示，从1977年第一次在国外杂志上发表，到2006年转换效率做到18%，再到2010年铸锭单晶技术实际上已经工业化应用，市场份额占到15%-20%。杨德仁强调，铸锭单晶的优势在于电阻率更加均匀，比多晶增加1%以上的转换效率，同时又保持了多晶的低光衰优势，光衰仅仅是直拉单晶的20%-30%。
 

杨德仁院士同时指出，铸锭单晶在过去一段时间面临位错密度、单晶率、材料利用率和籽晶成本等问题挑战，其中位错是关键因素。“我们的研究团队提出增加晶界的改进方法，‘以毒攻毒’，可以有效的降低位错。我们希望这样的技术在今后1-2年重新开始大规模应用”，杨德仁院士说。

“铸锭单晶将赠送‘阳台’和‘飘窗’实现同瓦输出”

铸锭单晶在2010年左右规模量产，协鑫、LDK，昱辉都有大量出货。近几年来，铸锭单晶技术未能大规模应用，除了高效多晶等新技术的快速发展占领市场外，成本问题也一直是主要的突破方向。
 

“目前保利协鑫铸锭单晶已经发展到第三代产品，通过籽晶多次回用，籽晶成本下降60%”，在“晶硅材料技术与装备”分会场，保利协鑫胡动力博士说，“此外，依靠G8大尺寸硅锭，薄硅片等方法，成本已经进一步下降。
 

除了成本优势，胡动力博士认为，保利协鑫铸锭单晶硅片技术优势也比较显著。相比于直拉单晶15ppma，铸锭单晶研发氧含量最低到2ppma,确保更低的光衰；硅片电阻率分布更窄，效率进一步提升，与直拉单晶相差0.2%以内。

“铸锭单晶将赠送‘阳台’和‘飘窗’”，胡动力博士形象比喻道，“转换效率差距可以用157.75mm的大尺寸硅片弥补。由于不存在缺角，铸锭单晶硅片面积100%可利用，比直拉单晶面积大2%，与同尺寸直拉单晶硅片实现同瓦输出。同时，每片价格低0.3-0.4元，经测算，选择铸锭单晶较直拉单晶收益高0.06元/W。高效铸锭单晶组件（60片）可以封装到310瓦。”
 

胡动力博士指出，大尺寸化和定制化是未来技术趋势，铸锭单晶能低成本实现166mm和长方形硅片的定制化生产，未来更具优势。对于三类片的处理方法，胡动力博士表示，利用湿法黑硅技术，三类片黑硅制绒效率较产线多晶黑硅片高0.21%，与多晶黑硅外观几乎一致，而且颜色更加均一。

目前，保利协鑫铸锭热场工艺、高纯坩埚、锭检设备已经全面升级，继金刚线切黑硅片之后，铸锭单晶硅片将成为对市场有重大影响的差异化产品。