高效多晶铸锭现状和发展趋势讲解.pdf

太阳能硅材料类单晶及高效 多晶铸锭现状和发展趋势 张辉 － 清华大学工程物理系 郑丽丽-清华大学航天航空学院 zhhui@tsinghua.edu.cn (类)单晶硅锭技术 控制型类单晶或全单晶铸锭：需引入籽晶，通过控制籽晶 熔化、界面形状 （平）、温度梯度（纵向）、位错密度 （成核方向，温梯）、浓度分布等。实现全单晶或类单晶 生产。 大体可采用现有铸锭炉改型，或重新设计修正型Bridgman 或修正型VGF （Vertical Gradient Freeze - VGF）方法。 这些技术已成功用于光学晶体生长和半导体晶体生长 zhhui@tsinghua.edu.cn 有籽晶硅铸锭起源（1979年结果） T. F. Ciszek, G. H. Schwuttke, K. H. Yang, Directionally Solidified Solar-Grade Silicon using Carbon Crucibles, J. Crystal Growth 46, 527-533 (1979). Ted Ciszek用50x 50mm2 的籽晶，铸同样大小的硅 锭，用石墨坩埚。因壁面陈核，效果不好（锭相对较 高）。但这说明籽晶定向凝固的概念1979年前就有了。 BP Solar的专利不应该成立。 zhhui@tsinghua.edu.cn 早期类单晶铸锭生产 （2008年结果） BP Solar单晶铸锭技术 - 转化效率接近单晶提拉锭：曾采用开炉化料 保护籽晶。因为色差问题，他们花了不少时间攻“黑”片技术 Pictures are provided by Nathan 高效超薄电池130微米 • Screen Print Cell Process: − Average Efficiency: 16.7% − Highest Efficiency: 18.3% 后来达到了19% Mono2 TM • Growth Rate: up to 20 kg/h • Light elements concentrations: − [C] = 4*1016 – 4*1017 atoms/cm3 − [O] = 1 – 6*1017 atoms/cm3 − [N] = 1*1015 atoms/cm3 Casting Single Crystal Silicon: Novel Defect Profiles from BP Solars Mono2 ™ STODDARD Nathan ; BEI WU ; WITTING Ian ; WAGENER Magnus ; PARK Yongkook ; ROZGONYI George ; CLARK Roger , Solid state phenomena B1012-0394 zhhui@tsinghua.edu.cn 精功长