太阳能电池片科普系列——多晶硅铸锭篇

  中国光伏产业经历了风风雨雨几十年，无论是技术，还是成本都经历了翻天覆地的变化，随市场对于高效率太阳能电池的需求，多晶硅铸锭工艺也在一丁一点的发生着变化，作为电池片原材料的源头，多晶硅铸锭所扮演的角色也就不言而喻了。

  铸锭是将各种来源的硅料高温熔融后通过定向冷却结晶，使其形成硅锭的，硅料被加热完全融化后，通过定向凝固块将硅料结晶时释放的热量辐射到下炉腔内壁上，使硅料中形成一个竖直温度梯度。这个温度梯度使坩埚内的硅液从底部开始凝固，从熔体底部向顶部生长。硅料凝固后，硅锭经过退火、冷却后出炉。

  检查石英坩埚表面干净无污染、无裂纹，同时内部划痕、凹坑、突起不能超过一定的范围，核对石英坩埚的尺寸（内外部尺寸、上边厚度、底部厚度等），坩埚底部厚度的异常会引起铸锭热场工艺的变化。

  坩埚底边和侧边需要预先进行人工刷涂，待涂层凝结过后进行喷枪喷涂，涂层的量是一定的（刷图次数不限），刷涂的涂层包括氮化硅粉（底部和边部分别为120g、380g）、硅溶胶（60g、150g）、PVA（50g、120g）和纯水（180g、340g），喷涂的涂层中则不需要PVA。

  在喷涂坩埚侧壁的过程中需用挡板遮住坩埚底部，约为侧壁3／4的地方。喷涂和刷涂过程中要均匀使液体凝聚，涂层一定要满足均匀、无气泡、无脱落、无裂缝等条件方为合格。

  将喷好的坩埚放入烘箱内，开始坩埚焙烧,整一个完整的过程大概需要30~40小时，先快速升温至设定温度，保持几小时后，自然冷却至合适温度，再开盖冷却。

  值得注意的是，坩埚喷涂车间需要保持一定的温度，温度较低环境需在配比涂层时对纯水加热。原料的杂质浓度会影响铸锭炉的化料时间，铸锭炉在长晶等阶段出现异常，此时铸锭时间可能较一般工艺时间长2-4个小时，底部氮化硅的量太少会导致没办法顺利脱模，硅锭底部开裂。而过量的氮化硅会覆盖住石英砂，因此导致引晶效果不明显，因此要在铸锭中做出适当的调整。

  对多晶硅的原硅料和回收料使用PN测试仪和电阻率进行分档分类，直到达到配比质量，最后计算出需要的掺杂剂质量。硅料的种类大致有多晶原硅料、多晶碳头硅料、多晶硅锭回收的硅料、单晶棒或单晶头、尾料、单晶锅底料、单晶碎硅片、其他半导体工业的下脚料等。

  装料时操作工戴上PVC手套和防护服，轻拿轻放防止氮化硅涂层被破坏。形状不规则的片料或大块硅料在指定区域砸碎，对片料进行破碎，使用专用砸料箱，注意此过程必须戴PVC手套、护目镜，防止危害人体。挑选“硅料表面比较光滑的面”  。大小块料要尽量均匀，碎料尽量用来填缝隙。8.在装料过程中，一定不可以碰到坩埚内壁，发现破坏要取出硅料，重新喷涂，直至符合标准要求再用。一半的硅料装完后，领取掺杂剂，用电子天平称重后均匀的放置到硅料的表面。掺杂剂假如完成后，继续加入硅料，直至达到规定数量为止。

  在真空状态下开始加热、按照一定的工艺程序，对硅料、热场、坩埚等进行排湿、排杂。

  熔化与加热的延伸、也能够理解为加热，但在工艺程序上的设计上有较大的差别，熔化是将固体硅转化成液体硅，温度最高可达1560度。操作者在中心观测孔观测是否融化完成，连续观测3-5分钟，若没有硅料固体出现，程序方可继续向后运行。

  熔进入长晶阶段，打开隔热笼以冷却DS-BLOCK，坩埚内硅液顺着温度梯度，从底部向顶部定向凝固。操作者在中心观察孔观察是不是透顶手动选择正真适合的步骤。

  因在长晶阶段硅锭存在温度梯度，内部存在应力。若直接冷却出炉，硅锭存在隐裂，在开方和线切阶段，外界的力的作用会使硅片破裂，退火的作用是使硅锭内部温度一致，消除硅锭内的应力。

  冷却阶段隔热笼慢慢打开，压力逐渐上升，冷却阶段时间比较久，其作用与退火一样重要，直接影响硅锭的性能。

  太阳电池多晶硅锭是一种柱状晶，晶体生长方向垂直向上，是通过定向凝固（也称可控凝固、约束凝固）过程来实现的，即在结晶过程中，经过控制温度场的变化，形成单方向热流(生长方向与热流方向相反），并要求液固界面处的温度梯度大于0，横向则要求无温度梯度，从而形成定向生长的柱状晶。

  1、在熔化和长晶阶段会出现熔化、中间长晶和边部长晶三次报警。在铸锭循环过程中，这两个阶段需密切关注。

  2、当炉内压力小于980mbar时，需要对炉子进行充气。回填操作时炉内压力大于这一数值时没有自动停止，需自动停止。

  3、铸锭过程中根据炉内出现不一样的情况手动调整，如适当延长长晶时间等。注意炉内的水电、气压。

  如图，典型的电阻率分布呈现出上述的变化趋势，尾高头低。主要是因为所添加的母合金的分凝系数造成的，检测硅锭中的电阻率出没出现异常。

  正常情况下的硅锭红外检测结果不可能会出现下图红域标识的，造成此现象的原因可能为热场不稳定或硅料杂质比较多造成的。

  连载文章欢迎查看更加多太阳能电池片科普系列：发电原理篇流程（电池片）篇工艺流程(硅片)篇制绒篇扩散篇刻蚀篇(镀膜)PECVD篇丝网印刷篇烧结篇组件封装篇多晶硅铸锭篇

  特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更加多信息而非盈利之目的，同时并不意味着赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权属于原本的作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

  近日，工信部发布了2023年50个建材工业智能制造数字转型典型案例，瑞昌中建材光电材料有限公司的“年产100兆瓦确化铜发电玻璃光伏建筑一体化智能生产线案例、蚌埠凯盛工程技术有限公司的“薄膜太阳能电池智能传输解决方案”案例成功入选该名单。原文如下：近日，经地方工业和信息化主管部门及中央企业

  11月1日上午，新瑞光电10GW高效电池、鹏飞新能源20GW硅片、美霖新材料50GW金刚线项目集中投产暨新霖飞集团总部大楼正式启用仪式隆重举行。新霖飞集团起源于2008年，至今已深耕光伏新能源领域十多年，在江苏省扬州市、高邮市、宿迁、江阴等地建成9个生产基地，投资新瑞光电、中环半导体、新霖飞（扬州）

  10月30日，阿特斯发布了重要的公告称，依据公司全球战略发展和海外产能规划需要，为逐渐增强公司成品组件在美国市场的竞争力，提升公司产品市场占有率，公司计划在美国组件产能投资的基础上，持续布局海外N型电池片产能，启动美国阿特斯年产5GW高效N型电池片项目计划，项目总投资额约为8.39亿美元，预计将于2

  据上海海关25日发布的统计数据，今年前三季度上海市进出口总值创历史同期新高，达3.17万亿元(人民币，下同)，较2022年同期(下同)增长2.7%，其中，出口1.3万亿元，增长3.9%；进口1.87万亿元，增长1.8%；贸易逆差5687.1亿元，收窄2.6%。前三季度，上海市内资企业进出口1.29万亿元，增长9.1%，较进出口整

  10月25日，江苏润达光伏股份有限公司发布对外投资设立全资子公司的公告。公告称，为全面落实企业未来的发展战略，进一步优化公司经营结构，明确公司各子公司的职能，公司拟设立全资子公司江苏润达光伏销售有限公司(暂定名，以工商核准的名称为准)，负责公司的进出口业务及部分国内销售。全资子公司注册资本为

  10月20日，贵州省工信厅印发《关于加快建设贵州新能源电池及材料研发生产基地的实施建议（征求意见稿）》。《意见》提出，。把促进新能源发展放在更突出的位置，加快智能光伏创新突破，发展高纯硅料、大尺寸硅片技术，支持高效低成本晶硅电池生产，推动N型高效电池、柔性薄膜电池、钙钛矿及叠层电池

  三一硅能首片TOPCon太阳能电池下线GW株洲基地生产的首片TOPCon太阳能电池下线，其电池量产转换效率和组件功率均处于行业领先水平。据悉，三一硅能5GW株洲基地位于石峰区清水塘产业新城，项目总投资约30亿元，建成达产后预计年产值约50亿元。该基地的TOPCon太阳能电池项目，高度契合国家“双碳”战略和未来产业发展变

  10月20日，华东重机发布了重要的公告称，公司同意将广东润星科技有限公司（以下简称“润星科技”）100%股权在深圳联合产权交易所进行第三次公开挂牌转让并将挂牌价格下调至7亿元。公告表示，若公司在深圳联合产权交易所公开挂牌期间未能征集到意向受让方的，华东重机持股5%以上股东周文元所控制的广东元元科技

  近日，美国太阳能公司Suniva宣布计划重启位于佐治亚州诺克罗斯的太阳能电池工厂，重启的第一阶段将从2024年春季开始，工厂的年产能将提高至1GW。Suniva表示，第二阶段可将工厂逐步扩大至2.5GW。目前，Suniva已经从纽约投资基金OrionInfrastructureCapital（OIC）获得了1.1亿美元的融资承诺，用于扩大

  北极星太阳能光伏网获悉，10月17日，三一硅能5GW株洲基地生产的首片N型TOPCon太阳能电池顺利下线，这标志着三一硅能株洲基地的生产能力达到了量产化标准，N型一体化产业布局正式形成。据悉，三一硅能5GW株洲基地位于湖南省株洲市石峰区清水塘产业新城，项目总投资约30亿元，建成达产后预计年产值约50亿

  10月14日，钧达股份发布2023年前三季度业绩预告，钧达股份预计前三季度归母净利润16亿元-18亿元，同比预增290%-340%。报告期内，上游硅料产能扩张到位，价格进入下行周期，带动行业成本下降，刺激光伏需求保持高增长，光伏产业持续加快速度进行发展。产品结构以N型为主，N型产品占比达62.46%，电池产品盈利较去

  随着净零碳排、能源安全的口号兴起，世界各国日益重视能源多元化的议题，其中中东地区因阳光充足、地广人稀的优势，不少国家纷纷投入光伏发电，尤以土耳其、沙特、阿联酋的市场需求最大，但近日以巴战争所引发的政治问题也导致当地需求量有所变动。InfoLink将带您解析目前中东地区的能源趋势以及未来展

  11月8日，2023能源电子产业高质量发展大会暨广东新型储能产业高质量发展高峰论坛在广东珠海召开。隆基绿能创始人、总裁李振国出席大会，并发表《“绿电”+“绿氢”推动能源电子行业高水平质量的发展》的主题演讲。李振国表示，在碳中和目标指引下，未来三、四十年的能源转型变成了确定性事件，但能源转型面临能源安全、能

  截至11月8日，浙江公司光伏年累计发电量达5.09亿千瓦时，突破5亿千瓦时大关，创历史同期新高。今年以来，公司紧紧围绕集团公司“41663”总体工作方针，深入贯彻落实集团公司各项工作部署，加强光伏电站生产运行管理，保障光伏系统规范高效运行。提升光伏电站运维水平以“多发尽消纳”为主要任务，加强

  11月8日，四川省发展和改革委员会发布关于什邡市天合光能220千伏输变电工程建设项目核准的批复。根据公告，为满足德阳市什邡市产业高质量发展用电需求，四川省发展和改革委员会同意建设什邡市天合光能220千伏输变电工程。项目单位为什邡通航建设工程管理有限责任公司。项目建设主要内容：（一）新建天合光能220千

  浙江平湖市分布式光伏发电项目建设管理办法 (征求意见稿)：光伏项目采用的配电箱必须是成套配电箱

  北极星输配电网获悉，11月8日，平湖市发改局关于征求《平湖市分布式光伏发电项目建设管理办法(征求意见稿)》（以下简称《办法》）意见的通知。《办法》明确，光伏项目实行“全额上网、全部自用或自发自用余电上网”的运营模式。供电企业使用先进技术优化电网运行管理，为分布式光伏发电运行提供系统支

  云铝股份于2023年11月7日接受特定对象调研，调研活动中，公司表示，目前云铝股份及所属企业在厂房屋顶及边坡等都建设了分布式光伏发电装置，光伏发电装机容量已达215MW，满发后年发电量约3亿度左右；同时，公司开发的国内首例分布式光伏接入电解铝直流系统试验示范项目已成功投运，并获得国家发明专利

  11月8日，新能源云平台公布2023年第八批可再生能源发电补贴项目清单的报告。报告显示，此次纳入2023年第八批可再生能源发电补贴清单的项目共86个，核准/备案容量210.46兆瓦，其中：集中式发电项目2个、核准/备案容量186兆瓦，分布式发电项目84个、核准/备案容量24.46兆瓦。此次变更可再生能源发电补贴

  10月23日，云南国际中标广西华磊新材料有限公司分布式光伏特许经营项目。项目位于广西平果市，规划建设分布式光伏16.5兆瓦，同步融入分布式光伏直流接入电解铝母排4兆瓦及新能源汽车充电桩。项目投运后，预计每年可为广西华磊公司提供绿电1597万千瓦时，节约标准煤约638吨，减少二氧化碳排放量15922吨

  据彭博新能源财经（BNEF）最新发布的《BangladeshPowerSectorattheCrossroads》报告中指出，由于光伏技术成本的不断降低，太阳能将在2025年成为孟加拉国最便宜的能源；到2030年，带有储能电池的太阳能系统(PVS)的平准化电力成本(LCOE)将比新建火力发电厂更便宜。目前，孟加拉国建设公用事业规模太阳能

  自2022年以来，光伏电池技术进入由p向n迭代大潮，TOPCon、HJT、XBC三大技术均有拥趸者。而近期，n型技术路线之争，正因隆基而变得更加激烈。9月5日，隆基绿能举行半年报业绩说明会，董事长钟宝申在会上表示，在接下来的5~6年，BC电池会是晶硅电池的绝对主流，未来隆基绿能很多产品都会走向BC技术路线。

  BC技术，无疑是当下光伏行业备受关注的技术路线。当光伏龙头企业隆基绿能董事长钟宝申提出，未来5-6年，BC类电池将成为晶硅电池的绝对主流，其大量产品都会走向BC路线。此言论一出，市场开始重新审视起BC技术。BC技术的发展历程最早可追溯至48年前。1975年，Schwartz和Lammert首次提出背接触式光伏电池

  光伏行业突发热闹。近日，隆基宣布BC电池将成为晶硅电池的绝对主流，态度明确，大家对BC电池的关注再掀高潮。这次小高潮，更像是当前光伏产业周期与宏观资本周期跌宕共振的一次宣泄，光伏行业近年来占主导的价值观正在受到挑战，从过去几年的“功利主义”向未来一段时间的“精致主义”转变。我们在2023

  9月5日，颓废已久的光伏概念股迎来大涨，截至收盘，爱旭股份、帝尔激光、广信材料、英诺激光等纷纷涨停，与此同时，赛伍技术、中来股份、隆基股份等纷纷跟涨。而这些股票爆发的助燃剂归结为“BC电池”。今日，在隆基绿能2023年半年度业绩说明会上，公司董事长钟宝申表示，前期隆基未明确未来的技术路线

  【文末看全文】东方日升异质结伏曦产品白皮书之低银含金属化浆料的开发和产业化应用

  随着国际能源形式的发展，发展以光伏为代表的可再生能源已成为全球共识，同时,光伏也是我国实现“双碳目标”的重要手段。而如何发展好光伏呢？以先进的技术引领的“降本增效”是必由之路。随着人们对更高功率、更高效率、更高发电量、更高可靠性以及更低BOS、更低LCOE、更低碳排放产品的渴求，研究与开发

  7月26日，杭州市人民政府发布关于加快推进绿色能源产业高质量发展的实施意见。实施意见提出，2025年，绿色能源产业发展规模质量、创新能级、应用推广水平显著提升，实现规上工业产值突破3000亿元，全市新型储能项目累计装机达40万千瓦，光伏累计装机达300万千瓦，可再次生产的能源发电量占本地发电总量的比重

  钙钛矿太阳能电池（PSCs）因廉价的材料成本、易于制备大面积器件以及较高的光电转换效率等优点而非常关注。SnO2具有高透过率、高电子迁移率、适宜的能级、良好的紫外辐照稳定性和易于低温加工等特点，是目前n-i-p型PSCs电池常用的电子传输材料。然而，它的体相和表面的缺陷【氧空位（VO）、悬空羟基（-