準(zhǔn)單晶是一種介于單晶和多晶之間的新型硅材料，其特點(diǎn)是晶格結(jié)構(gòu)較為有序，光電轉(zhuǎn)換效率較高。準(zhǔn)單晶的生產(chǎn)采用了多種工藝，其中主要包括無(wú)籽晶鑄錠和有籽晶鑄錠。
工藝原理
無(wú)籽晶鑄錠
無(wú)籽晶引導(dǎo)鑄錠工藝對(duì)晶核初期成長(zhǎng)控制過(guò)程要求很高。一種方法是使用底部開槽的坩堝。這種方式的要點(diǎn)是精密控制定向凝固時(shí)的溫度梯度和晶體生長(zhǎng)速度來(lái)提高多晶晶粒的尺寸大小，槽的尺寸以及冷卻速度決定了晶粒的尺寸，凹槽有助于增大晶粒。因?yàn)樾枰刂频膮?shù)太多，無(wú)籽晶鑄錠工藝顯得尤為困難。其要點(diǎn)是精密控制定向凝固時(shí)的溫度梯度和晶體生長(zhǎng)速度來(lái)提高多晶晶粒的尺寸大小，形成所謂的準(zhǔn)單晶。這種準(zhǔn)單晶硅片的晶界數(shù)量遠(yuǎn)小于普通的多晶硅片。無(wú)籽晶的單晶鑄錠技術(shù)難點(diǎn)在于控溫。
有籽晶鑄錠
當(dāng)下量產(chǎn)的準(zhǔn)單晶技術(shù)大部分為有籽晶鑄錠。這種技術(shù)先把籽晶、硅料摻雜元素放置在坩堝中，籽晶一般位于坩堝底部，再加熱融化硅料，并保持籽晶不被完全融掉，最后控制降溫，調(diào)節(jié)固液相的溫度梯度，確保單晶從籽晶位置開始生長(zhǎng)。這種技術(shù)的難點(diǎn)在于確保在熔化硅料階段，籽晶不被完全融化，還有控制好溫度梯度的分布，這個(gè)是提高晶體生長(zhǎng)速度和晶體質(zhì)量的關(guān)鍵。
技術(shù)特點(diǎn)
準(zhǔn)單晶的主要特點(diǎn)是晶格結(jié)構(gòu)較為有序，光電轉(zhuǎn)換效率較高。與普通多晶電池片相比，準(zhǔn)單晶電池的光致衰減低約1/4～1/2；投爐料大，生產(chǎn)效率高，切片工藝簡(jiǎn)單，成本低。此外，準(zhǔn)單晶還可封裝250瓦（60片排布）或300瓦（72片排布）的大組件，適用于對(duì)安裝面積有限制要求的特殊場(chǎng)合。
研發(fā)與量產(chǎn)
準(zhǔn)單晶的研發(fā)與量產(chǎn)涉及到多個(gè)關(guān)鍵因素，包括溫度梯度改進(jìn)、晶種制備、精確熔化控制等。這些因素對(duì)于準(zhǔn)單晶能否穩(wěn)定生產(chǎn)和提高良率至關(guān)重要。此外，準(zhǔn)單晶的量產(chǎn)還依賴于可行的工藝路線、穩(wěn)定的控制方法以及低成本的改造和生產(chǎn)方案。
參考資料 >
準(zhǔn)單晶.知乎.2024-11-06
太陽(yáng)能電池準(zhǔn)單晶技術(shù)概況.北京艾萊時(shí)代資訊有限公司（艾萊資訊）.2024-11-06
基于多晶鑄錠工藝的準(zhǔn)單晶技術(shù)系統(tǒng)性總結(jié).AET電子技術(shù)應(yīng)用.2024-11-06