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17thCSPV
铸造单晶硅中籽晶表面位错的
抑制研究
黄杰原帅余学功杨德仁
浙江大学硅材料国家重点实验室
--1--
一、研究背景
碳达峰、碳中和能源结构转型光伏发电
根据国家发改委能源研究所的预测
年限光伏装机规模/2020年/总装机发电量/年用电量
2025730GW2.9倍24%9%
20353000GW11.9倍49%28%
20505000GW19.8倍59%39%
目前,晶硅太阳电池占据着光伏市场90%以上的市场份额,商用
光伏单晶硅主要包括直拉单晶硅和铸造单晶硅。
--2--
一、研究背景
直拉单晶硅生长过程
生长过程主要包括装料,熔化,引晶,缩颈,
放肩,等径生长,收尾等流程。
出于降低成本考虑,目前正在开发快速长晶工
艺,大直径单晶工艺,连续生长工艺等各种新
型生长方法,并取得一些进展。
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一、研究背景
什么是铸造单晶硅?
利用铸造法生长单晶硅的概念最早于1979年由Ciszek提出,由BPSolar
于2008年公开报道硅片产品,并被命名为铸造单晶硅。之后由BPSolar、
SolarWorld、赛维和协鑫等多家光伏公司与研发机构发展壮大。
通过在坩埚底部放置籽晶,在硅料熔化过程中保持籽晶部分熔化,随后硅液
定向凝固生长具有和籽晶晶向一致的硅晶体。
T.F.Ciszek,et,al.Journalofcrystalgrowth.1979,46(4):527-533--4--
一、研究背景
铸造单晶硅现存问题解决方法
人工晶界、
热场优化、
阻挡层、
籽晶回收、
……
举例:人工晶界→抑制拼缝位错:采用110取向籽晶引入{100}/{100}界面抑制拼缝位错!
Zhang,F.,etal.SolarEnergyMaterialsandSolarCells.2019.193:214-218.--5--
一、研究背景
铸造单晶硅现存问题解决方法
人工晶界、
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