回想2009年，多晶硅片效率在16.0%左右徘徊，那個(gè)時(shí)候肯定沒(méi)有人能大膽預測到，多晶硅片效率能在2015年站上19.6%。多晶硅片效率能站上19.6%，有賴(lài)于整個(gè)光伏行業(yè)上下游的共同努力，甚至輔材技術(shù)的進(jìn)步也功不可沒(méi)。本文首先回顧高效多晶硅片的研究歷史，最后斗膽預測一下高效多晶硅片未來(lái)的研發(fā)方向，不一定對，僅供各位鑄錠技術(shù)人員參考。

一、高效多晶硅片的研究歷史

如果說(shuō)無(wú)錫尚德是太陽(yáng)能電池技術(shù)人員的培養基地的話(huà)，那么賽維就是鑄錠行業(yè)的黃埔軍校。目前國內各個(gè)鑄錠廠(chǎng)都有賽維出身的生產(chǎn)技術(shù)人員，之所以出現這種局面，除了賽維在鑄錠行業(yè)起步較早之外，是因為賽維有一位鑄錠行業(yè)的權威——萬(wàn)躍鵬博士，我們先來(lái)看看從網(wǎng)上搜到的萬(wàn)博士的照片與簡(jiǎn)歷：

萬(wàn)躍鵬江西南昌人。LDKSolar公司資深副總裁、首席技術(shù)官（CTO），國際知名的太陽(yáng)能多晶硅定向生長(cháng)設備與工藝技術(shù)權威。

萬(wàn)躍鵬1986年畢業(yè)于中國科技大學(xué)機械工程系，1989年于該系研究生畢業(yè)，獲碩士學(xué)位并留校任教，1997年于德國亞琛工業(yè)大學(xué)機械工程系獲博士學(xué)位。隨后在美國紐約州立大學(xué)機械與材料工程系做博士后研究。先后在美國GTSolar公司任高級工程師、研發(fā)主任。2007年2月開(kāi)始加入地處江西新余市的江西賽維LDK太陽(yáng)能高科技有限公司。該公司于2007年6月成功登陸美國主板證券市場(chǎng)(NYSE)，成為一家國際企業(yè)（LDKSolarLtd）。其發(fā)展之迅猛被世界太陽(yáng)能光伏業(yè)界引為奇跡。

目前在國內流行的鑄高效錠工藝，就是萬(wàn)博士帶領(lǐng)他的研發(fā)團隊于2011年底研發(fā)出來(lái)的，但是在研發(fā)出這種鑄高效錠工藝之前，賽維技術(shù)研究院花了大量的人力物力財力進(jìn)行了大量的實(shí)驗，可以說(shuō)賽維不僅為國內鑄錠行業(yè)培養了大量的人才，也為國內鑄錠工藝的進(jìn)步做出了巨大的貢獻。

二、高效多晶硅片未來(lái)的研發(fā)方向

1、類(lèi)單晶

2010年，國內以賽維、晶海洋、浙江大學(xué)等為代表的企業(yè)與學(xué)校掀起了一股研究鑄硅單晶的熱潮，類(lèi)單晶硅片與硅塊如上圖所示，但是由于類(lèi)單晶晶粒較大，較大的晶粒導致了較大的應力，無(wú)法釋放的應力導致在類(lèi)單晶中產(chǎn)生了大量的T型位錯與小角度晶界，而且從底部到頂部，T型位錯與小角度晶界呈現這么一種規律：從底部到頂部位錯逐步增加，這種規律導致了類(lèi)單晶硅錠底部的硅片效率與單晶相當，頂部硅片的效率甚至低于普通硅片，類(lèi)單晶硅片效率分布如下圖4所示。由于效率分布區間從16%一直到17.7%，且有50%的電池片效率低于17%，因此，電池生產(chǎn)企業(yè)無(wú)法接受這種硅片，因為這意味著(zhù)有接近一半的電池片無(wú)法銷(xiāo)售。

但是只要我們解決了這個(gè)位錯從底部到頂部逐步增殖的這個(gè)難題，那么類(lèi)單晶將會(huì )展現出強大的生命力，因為這意味著(zhù)類(lèi)單晶整體效率和單晶相當了。

2、高效坩堝

高效坩堝在2013年曾經(jīng)掀起了一個(gè)小高潮，其機理如下圖所示。

在普通坩底部形核的晶粒生長(cháng)方向雜亂無(wú)序，晶粒之間相互碰撞會(huì )產(chǎn)生位錯；而高效坩堝底部由于有很多二氧化硅顆粒作作為形核點(diǎn)，會(huì )生成大量的小晶粒，小晶粒在生長(cháng)過(guò)程中會(huì )有一個(gè)相互競爭的過(guò)程，位錯多的晶粒在生長(cháng)過(guò)程中逐步消失，位錯少的晶粒趁勢越長(cháng)越大，最終吞并位錯多的晶粒。

個(gè)人還是很看好高效坩堝的，其技術(shù)進(jìn)步將帶來(lái)硅片效率提高，在不久的將來(lái)高效坩堝將掀起一個(gè)更高的高潮。國內的核晶坩堝重視技術(shù)研發(fā)，重視創(chuàng )新。其高純坩堝鐵含量在2ppm以下，高效坩堝也一直都在研發(fā)中，據說(shuō)其正在和煙臺同立高科新材料股份有限公司合作，共同開(kāi)發(fā)免噴涂高效坩堝。

3.高效氮化硅粉

目前同立占領(lǐng)了國內光伏行業(yè)用氮化硅60%以上的市場(chǎng)份額。協(xié)鑫GCL80%以上的氮化硅來(lái)自同立，每月同立供給協(xié)鑫的氮化硅超過(guò)了5噸；而晶海洋使用同立的氮化硅的比例甚至接近100%；晶科、韓華等使用同立氮化硅的比例也在60%-80%之間，其它使用比例在50%的企業(yè)就不一一例舉了?？梢哉f(shuō)同立氮化硅幾乎壟斷了國內光伏行業(yè)用氮化硅市場(chǎng)，同立能達到如此高的市場(chǎng)占有率，和它產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)硬、技術(shù)領(lǐng)先分不開(kāi)關(guān)系。

同立董事長(cháng)花重金從國內鑄錠企業(yè)挖來(lái)了一位技術(shù)總監，該技術(shù)總監目前正帶領(lǐng)同立的研發(fā)團隊研發(fā)高效氮化硅粉和高純氮化硅粉。高效氮化硅粉其技術(shù)原理就是讓氮化硅粉在鑄錠過(guò)程中充當形核劑，類(lèi)似于目前國內流行的半融法鑄錠工藝，半融法鑄錠工藝采用碎硅片充當形核劑，而同立正在研發(fā)中的高效氮化硅粉噴涂在坩堝上后，利用氮化硅涂層與硅液的不浸潤性，通過(guò)特殊工藝使高效氮化硅粉起到碎硅片的作用，從而生產(chǎn)出和半融法工藝效率相當的高效硅錠，據說(shuō)此技術(shù)正在實(shí)驗中。而同立的高純氮化硅粉已獲得了突破，其新產(chǎn)品TS3的鐵雜質(zhì)含量已經(jīng)做到2ppm以下，目前實(shí)驗已獲得了成功，正在量產(chǎn)轉化中。不過(guò)，個(gè)人更看好高效氮化硅粉，此技術(shù)的應用將大大提高高效硅錠的成品率。

此文僅代表作者個(gè)人觀(guān)點(diǎn)。