【CITPV】铸锭技术的发展趋势和应用研究-荣德

立荣德品牌 树行业标杆荣德新能源科技有限公司2019年9月，杭州 立荣德品牌 树行业标杆CONTENTS p 铸锭技术的历史p 铸锭技术产业化和发展p 高效多晶技术突破及推广p 新一代铸锭单晶技术特点p 荣德新能源介绍 立荣德品牌 树行业标杆1.1 铸锭技术起源德国Wacker公司首次用浇铸方法制备多晶硅材料并做成商用太阳能电池；国内首个G4-160kg多晶硅锭在宁波晶元下机，由我司总裁唐骏主持；多晶铸锭产业蓬勃发展，年均产能增速接近100%；第一代准单晶/类单晶产品兴起第一代铸锭单晶由于外观接受度低，效率分布宽等问题逐渐退出市场；小晶粒高效多晶研发ü 对于铸锭技术，无所谓多晶还是单晶，只是在不同时期生产不同的更高性价比的产品。1978 201320072000 20192010 2015 2017常规多晶 铸锭单晶高效多晶准单晶 平均每2-3年，升级一代 立荣德品牌 树行业标杆1.3 铸锭≠多晶 Nathan Stoddard, Casting Single Crystal Silicon: Novel Defect Profiles from BP Solar s Mono2 Wafers Mono2 TM BP Solar, 2 0 0 6  ü 铸锭是一种晶体生长技术，多晶是一种产品，铸锭≠多晶ü 最初铸锭炉设计HEM方法生产单晶ü Ciszek 早在1979年就提出在坩埚底部铺设籽晶的方法生产铸造单晶硅ü 2006年，BP Solar第一次证实可以在工业化的尺寸上生产铸造单晶硅 立荣德品牌 树行业标杆p 铸锭技术起源p 铸锭技术产业化和发展p 高效多晶技术突破及推广p 新一代铸锭单晶技术特点p 荣德新能源介绍CONTENTS 立荣德品牌 树行业标杆2.铸锭技术产业化及发展ü 投料量大，单位电耗低，单晶公斤电耗60度，多晶公斤电耗10度（2009年）ü 硅料容忍度宽，克服硅料短缺困难ü 操作易上手，更易规模化生产 资料来源：德国弗朗霍夫（Fraunhofer）研究所“Photovoltaics Report”，2 0 1 2年1 2月1 1日 Ø 铸锭技术因为性价比优势迅速占领市场 立荣德品牌 树行业标杆2.1 铸锭技术突破之路—大晶粒 ü 传统铸造多晶晶粒不受控，并伴随大量孪晶ü 日本学者提出枝晶形核技术，未能产业化ü 学术界有报道大晶粒技术，产业化实验未见明显提升，后放弃 立荣德品牌 树行业标杆2.2 铸锭技术突破之路—准单晶 ü 2010-2011年兴起准单晶/类单晶产品ü 效率分布宽，单晶面积低 ü 对过冷部分进行位错分析对比，过冷度大的区域位错簇增殖严重，速度快;ü 每个阶段的都要有合适的温度控制，籽晶&坩埚，位错繁殖。 立荣德品牌 树行业标杆4.5 界面优化 凸界面 平界面位错降低晶界垂直阴影消除排杂单晶面积微凸界面微凹界面水平界面 水平界面 ü 凹界面减少了硅液对流中杂质富集导致的位错团产生机率；ü 凸界面减小了硅锭向上生长时位错扩散性增殖的机率；ü 平界面保证了晶界垂直生长，综合降低了以上两种位错不良产生的机率。但对流太弱，容易出现层状阴影。 立荣德品牌 树行业标杆020406080100120140160180200220240 0 10 20 30 40 50 60截断高度缺陷比例边角取样1# 边角取样2# 边角取样3# 边角取样4#边角取样5# 边角取样6# 中心取样7# 中心取样8#底部（尾部）上部（头部）最高位错位置定义为起始0位截断高度4.6 端面PL研究 00 .511 .522 .5 1 29 57 85 113 141 169 197 225 253 281 309 337 365 393 421 449 477 505 533 561 589 617 645 673 701 729 757 785位错比例（%）晶砖硅片按顺序PL位错分布ü 端面PL检验直接反映硅片PL表现，对于截断指导意义更客观ü 全面PL筛选，保证客户端表现稳定性