1． 单晶硅技术

单晶硅一般是采用直拉法（CZ 法）制得，用特定晶向的单晶籽晶进行引晶，经过旋转提拉得到目标晶向的单晶硅棒，所得产品仅含一个晶粒，具有低缺陷、高转换效率等特点。目前，单晶硅电池片大规模生产的转换效率已经达到 18%，但是该方法对原料及操作要求高，且单次投料少，产品成本较高，太阳能电池衰减较大。

2． 多晶硅技术

多晶硅主要是采用定向凝固方法制得，单次投料量大，具有易操 作、低成本等特点，电池片衰减比单晶硅片小很多，但在传统铸锭条件下，在铸锭多晶中往往含有大 量晶界及缺陷，使得多晶硅太阳能电池的转换效率较单晶硅电池约低 1.5%~2%。

3． 准单晶技术

准单晶技术的核心是单晶铸锭技术，采用铸锭工艺生产出的类似单晶甚至全单晶的产品，将单晶硅及多晶硅的优势相合。相较于多晶，准单晶硅片晶界少，位错密度低；太阳能电池转换效率高达 17.5% 以上。与单晶硅片相比，准单晶电池的光致衰减低约 1/4～1/2；投炉料大，生产效率高，切片工艺简 单，成本低。

二． 准单晶铸锭技术 

1. 准单晶铸锭的方法有两种，如下：。

（1） 无籽晶铸锭

无籽晶引导铸锭工艺对晶核初期成长控制过程要求很高。一种方法是使用 底部开槽的坩埚。这种方式的要点是精密控制定向凝固时的温度梯度和晶体生长速度来提高 多晶晶粒的尺寸大小，槽的尺寸以及冷却速度决定了晶粒的尺寸，凹槽有助于增大晶粒。因 为需要控制的参数太多，无籽晶铸锭工艺显得尤为困难。其要点是精密控制定向凝固时的温 度梯度和晶体生长速度来提高多晶晶粒的尺寸大小，形成所谓的准单晶。这种准单晶硅片的 晶界数量远小于普通的多晶硅片。无籽晶的单晶铸锭技术难点在于控温。

（2）有籽晶铸锭

当下量产的准单晶技术大部分为有籽晶铸锭。这种技术先把籽晶、硅料掺 杂元素放置在坩埚中，籽晶一般位于坩埚底部，再加热融化硅料，并保持籽晶不被完全融掉， 最后控制降温，调节固液相的温度梯度，确保单晶从籽晶位置开始生长。这种技术的难点在 于确保在熔化硅料阶段，籽晶不被完全融化，还有控制好温度梯度的分布，这个是提高晶体 生长速度和晶体质量的关键。

2. 直拉单晶和准单晶铸锭对比：

（1） 直拉单晶方法生产的单晶硅制造的太阳能电池最高转换效率为 18.5%;

准单晶铸锭生产的硅材料所制造的太阳能电池转换效率为 18.3%；

       (2)  直拉单晶硅每炉的投料约为 100 公斤;

准单晶硅铸锭炉的单次投料达到 430 公斤，投料量为前者的四倍；

       (3)  基于直拉单晶硅材料生产的电池片的衰减率为 2%以上;

基于准单晶铸锭所生产的电池片衰 减率降低至 0.5%以下，并且性能更稳定；

(4) 通过直拉法生产的单晶硅棒为圆柱形，制作太阳能电池片时需要将四周切掉，所有硅料利用率仅由 50%左右;

准单晶铸锭法生产的方形单晶硅锭为方形，所以硅料利用率可以提升至65%；

       (5) 工艺成本上，直拉单晶成本为 160 元人民币/公斤;

准单晶铸锭的成本仅为 60 人民币/公斤， 因此可以影响整个生产链的生产成本降低 10%左右。

3. 准单晶硅铸锭技术和普通多晶技术相比有如下优势：

（1）电池片效率高，大晶粒硅片（100）面积大于 70%，平均效率大于 17.6%，

较同条线普通多 晶硅高出 1.0%~1.3%；

（2）.制绒后可在表面得到焰光作用较好的金字塔结构，减少反射率；

（3）    整锭平均效率较常规锭高出 0.5%~1.0%。

（4）     

三． 工艺流程

1. 将直拉法得到的(100)晶向单晶棒进行开方，得到断面尺寸为 156×156mm 的方柱，将其 切成 40～50mm 厚的块状籽晶。

2. 将 25 块籽晶按 5×5 的方式紧密排列平铺在内部尺寸为 840×840×400mm 的标准石英坩埚内。 在坩埚底部，放置时尽量使籽晶居中，即周边籽晶的最边沿面距坩埚内壁尺寸相近。

3. 籽晶上面再放置原生多晶，包括籽晶在内共装料 430kg，掺杂剂为硼、稼或磷，掺杂后目标晶体的电阻率为 1.50～2.0?.cm。

4. 装料后抽真空，控制功率进行加热;

5. 进入熔化阶段后，采用温度控制分段加温，到熔化最后一步将加热器控制温度调节至 1540℃，保持至籽晶熔化阶段，待坩埚底部温度为 1350℃， 且底部升温速率为 0.07℃/min 上下时，结束熔化步骤，跳转至长晶阶段。

6. 进入长晶阶段，快速将温度由 1540℃降至 1440℃， 并关闭隔热板(笼)保持 1h，之后将隔热板(笼)快速打开 5cm， 底部散热实现定向凝固，待界面生长平稳后，再分段将温度降 1415℃，隔热板(笼)打开速度先后按 0.5cm/h、0.7cm/h 的速度打开至 20cm，达到稳定长晶。

7. 将上述长成后的硅晶体，经退火、冷却得到硅锭。 整场温度分布（计算机模拟） ： 原理： 其原理为移动下绝热板，通过开口与冷壁热交换，通过增大开口或降低加热器功率产生 定向凝固。这一代炉子的特点为底部大热交换台（被动式的）。热流从底部排出。其中包括 HEM方法，DSS方法，ALD方法。虽然设计不同，但理念大体一致。都是让侧面热流减小，底部热流增大。传统HEM通过底部通氩气冷却，DSS通过底部辐射换热，ALD通过底部水冷。都是被动冷却。

四． 技术信息 基本参数：

1. 导电类型：P 型

2. 尺寸为 156×156mm

3. 电阻为 0.5—3?.cm

4. 少子寿命≥2μs

5. 厚度为 200μm±20 和 180μm±20 两种

6. TTV≤30μm

7. 弯曲度≤15μm

8. 大晶粒晶向<100>±5o