關(guān)于太陽鋰電池技術(shù)中的準(zhǔn)單晶技術(shù)簡介，你了解嗎？

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如準(zhǔn)單晶。單晶硅一般是采用直拉法(CZ法)制得，用特定晶向的單晶籽晶進(jìn)行引晶，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)提拉得到目標(biāo)晶向的單晶硅棒，所得產(chǎn)品僅含一個晶粒，具有低缺陷、高轉(zhuǎn)換效率等特點。

目前，單晶硅電池的大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到18%，但這種方法對原料和操作要求高，單進(jìn)料少，產(chǎn)品成本高，太陽能電池衰減大。多晶硅主要通過定向凝固法生產(chǎn)。它具有單進(jìn)料大，操作簡便，成本低的特點。單元衰減比單晶硅晶片小得多。

準(zhǔn)單晶技術(shù)

準(zhǔn)單晶技術(shù)的核心是單晶錠鑄造技術(shù)，該技術(shù)利用錠鑄造工藝生產(chǎn)類似于單晶甚至單晶的產(chǎn)品，并結(jié)合了單晶硅和多晶硅的優(yōu)勢。與多晶相比，準(zhǔn)單晶硅晶片具有更少的晶界和低的位錯密度。太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率高達(dá)17.5%以上。與單晶硅晶片相比，準(zhǔn)單晶電池的光致衰減大約低1/4至1/2;裝料量大，生產(chǎn)效率高，切片工藝簡單，成本低。

1、準(zhǔn)單晶鑄錠技術(shù)

實現(xiàn)鑄錠單晶的方法有兩種，如下：

(1)無籽鑄錠。無籽晶體引導(dǎo)的鑄錠法對晶核的初始生長控制過程要求很高的要求。一種方法是使用在底部帶有槽的坩堝。該方法的主要目的是精確控制定向凝固過程中的溫度梯度和晶體生長速率，以增加多晶晶粒的尺寸。凹槽的大小和冷卻速度決定了晶粒的大小，凹槽有助于增加晶粒。 由于要控制的參數(shù)太多，因此無籽錠鑄造工藝特別困難。

(2)有籽晶錠。當(dāng)前大多數(shù)批量生產(chǎn)的準(zhǔn)單晶技術(shù)都是籽晶錠。該技術(shù)首先將籽晶和摻雜硅的元素放入坩堝中，籽晶通常位于坩堝的底部，然后加熱硅材料以熔化硅材料，并防止籽晶完全熔化，最后控制冷卻并調(diào)整固相和液相。溫度梯度可確保單晶從籽晶位置開始生長。

2.電池技術(shù)的改進(jìn)

準(zhǔn)單晶產(chǎn)品還導(dǎo)致多家公司改進(jìn)了電池技術(shù)。晶體取向的控制，位錯密度，碳和氧的濃度以及硅晶片的雜質(zhì)分布以及附帶問題將直接影響電池的效率。與普通的多晶不同，準(zhǔn)單晶產(chǎn)品更適合堿紋理化處理，形成倒金字塔形的紋理表面，可以顯著提高成品電池的效率。 JA Solar發(fā)明了一種用于準(zhǔn)單晶電池的特殊工藝，即先進(jìn)行酸紋理處理，然后再進(jìn)行堿紋理處理。目前，楓木系列電池的效率已達(dá)到18.2%。但是，由于堿紋理的各向異性，特別是準(zhǔn)單晶的邊緣，未指定的晶向不能被腐蝕，這將在電池表面形成明亮的區(qū)域，從而影響成品的外觀。

3.準(zhǔn)單晶技術(shù)的決定性因素

技術(shù)研發(fā)要點，改善溫度梯度。對于熱場的研究和開發(fā)，以改善溫度梯度，也要注意對熱場的保護(hù);種晶的制備。研究發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)單晶種晶的制備方向?qū)⒊?，超薄的方向發(fā)展。精確的熔化控制。此鏈接很難控制。它確定是否可以穩(wěn)定地生產(chǎn)準(zhǔn)單晶，因此需要相應(yīng)的精確熔化控制裝置。據(jù)了解，為了獲得穩(wěn)定的控制工藝，鳳凰光電已經(jīng)開發(fā)了一套專用于準(zhǔn)單晶的晶種熔化控制設(shè)備，可以進(jìn)入0.5mm的晶體生長階段。位錯密度。在許多生產(chǎn)過程中，效率下降始終是不可避免的。因此，將位錯密度控制到最小是該過程的關(guān)鍵。轉(zhuǎn)角多晶的控制，即合理有效地控制轉(zhuǎn)角多晶的比例;鑄錠率提高。當(dāng)前的產(chǎn)率約為40%至60%，并且需要提高。

4.準(zhǔn)單晶技術(shù)的意義

準(zhǔn)單晶不僅是高效硅晶片的可行方法，還是鑄錠廠降低成本的一種方法。關(guān)于成本控制問題，眾所周知，就電池模塊的利用率而言，Czochralski硅棒是圓柱形的，所產(chǎn)生的光伏電池需要被切掉，并且所組成的電池模塊的成品率是約50%。相比之下，準(zhǔn)單晶硅錠為正方形錠，用于制造電池的切片也為直角正方形，組成的電池模塊的成品率約為65%。在工藝成本上，直拉單晶硅為160元/ kg，準(zhǔn)單晶硅為60元/ kg。

在研究設(shè)計過程中，一定會有這樣或著那樣的問題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。