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1、近期铸造多晶硅的发展及其石英坩埚的应用,宁波晶元太阳能有限公司 SIPV 唐 骏,近期铸造多晶硅的发展及其石英坩埚的应用,-PV行业近况-铸造多晶硅的发展-近期发展-坩埚的应用-铸造多晶硅配件市场容量-长晶工艺对坩埚的需求,PV 行业境况,阳光发电行业飞速增长全球安装量：09年7.5G，10年14G欧盟20-20-20计划：PV占12%电力消耗，市场容量2020年前390G中国：2020年 20G（17届五中全会提出支柱产业）晶体硅太阳电池占90%的市场份额多晶硅太阳电池占主导地位，是发展方向低能耗和规模生产,PV 行业境况-Valencia 会议资料,PV 行业境况-Valencia 会议资
2、料,铸造多晶硅的发展,-2000年中国第一条多晶硅片生产线（2MW）在SIPV宁波晶元太阳能有限公司。2台铸造炉。2005年后飞速发展，2010年全国约2500台铸造炉.铸造炉类别:1.以Cystalox 为代表的感应加热炉 2.GTSOLAR 为代表的电阻加热炉-铸造炉大小:160KG-270KG-450KG-600KG,铸造多晶硅的发展趋势,铸造多晶硅由发达国家向发展中国家转移。铸造多晶硅产能增速惊人技术进步(REC,DEUTHSOLAR,SCHOTTSOALR WAFER)高得率、大锭、高锭或多锭能耗考虑硅片适合于生产转换效率接近于单晶硅太阳电池的多晶硅片,铸造多晶硅工艺的发展方向,大体
3、积（450-600）硅片大面积（125已淘汰）硅片薄厚度（向160微米发展）硅片适应于生产高转换效率的电池（多晶硅太阳电池向17%发展）,近期铸造多晶硅的发展,利用铸造炉生长单晶调整晶体生长方向（垂直生长）铸锭尺寸 横向（25pcs 向36pcs)和纵向(高度向40cm 发展）硅片的减薄-由200微米向160微米发展,近期铸造多晶硅的发展,方向一:大尺寸？（籽晶）-籽晶安放和熔融控制-工艺可重复性-成本方向二：垂直生长-热场和工艺-重复性,近期铸造多晶硅的发展-单晶生长,近期铸造多晶硅的发展-类垂直生长,晶体生长方向的调整,-晶体尽可能的垂直生长，固液界面保持微凸-减少硅片应力-改善少子寿命有
4、效长度-得率-电池转换效率的提升-节能,坩埚的使用-典型循环,坩埚,铸造多晶硅对坩埚的要求-尺寸精确性:SIN涂覆和结晶支撑的困难-纯度：-杂质交换（尽管有SIN层）-高温强度问题-表面特性和SIN层的附着力:粘锭和漏硅风险,坩埚,坩埚变性温度一般都在1300左右。在此温度之下，原则上都可以从新使用。碱性物对坩埚的破坏性是致命的。在铸锭过程中容易产生粘锭和漏硅。坩埚的壁厚对热传导影响。增加2mm壁厚会延长结晶时间2小时左右。用增加壁厚的方法来防止漏硅-长晶时间的损失和杂质交换的加剧,坩埚使用-问题案例漏硅,危害:铸锭失败;热场损失,坩埚使用-问题案例粘锭,危害:即使切除粘锭部分,可用部分才内存
5、在内应力或裂纹,坩埚供应,供不应求Visuvius,Creadye,SPM,zhongcai,泰国,印度,韩国,日本等.遍地的新投铸造单晶对坩埚的可能要求一些厂家严重漏硅的发生,坩埚发展,420-480？壁厚与生长时间？高度与生长时间?横向与纵向发展？如何改进已适应于铸造单晶？如何改进以适用于晶向调整-垂直生长？,坩埚的趋势-如何适应铸锭发展的需求,420-480？高度增加硅锭25-36PCS？横向发展坩埚壁的减薄,坩埚的趋势-如何适应铸锭发展的需求,高度增加:-关键是：有效长度和得率。把多晶料变回炉料？高度和分凝得率：67%，70%，72%，80%？有效长380，16PCS 450KG.30
6、0-350-450-600，G5坩埚。80%-80H,坩埚的趋势-如何适应铸锭发展的需求,杂质分凝现象：将含有杂质的晶态物质熔化后再结晶时，杂质在结晶的固体和未结晶的液体中浓度不同的现象问题：-高度增加后杂质富集层对分凝效果的影响-高度增增加后融融时间长，坩埚杂质扩散 对硅锭中杂质浓度的影响对坩埚纯度要求-长晶时间增长对坩埚的要求提高,坩埚的趋势-如何适应铸锭发展的需求,横向发展-坩埚强度-强度是否能稳定支撑-热传导-硅锭/硅液中心与边缘的一致性,坩埚种类,喷涂和免喷差异实例。少子寿命和有效长度。CASE 1：少子6.43有效长度204cm 得率68.8%CASE 2：少子6.53有效长度209cm得率70.5%差异：对产能100MW的硅片厂，差异约70万片注：case 1 和case1 均为SIPV 上月实际统计结果原因：杂质交换及导致纵向分凝差异,坩埚的趋势-如何适应铸锭发展的需求,减薄对纵向发展（高度增加）的益处：时间缩短，提高硅锭品质和得率对横向发展的益处：提高周边和中心的一致性问题：强度结果：需要优化,坩埚种类,裸坩埚免喷坩埚表面特性和附着力免喷趋势和涂层保护?,坩埚市场容量和挑战考虑,以2011年实际运行3000台铸造炉计坩埚：约20亿市场容量*可能的挑战:大直径铸锭、高度增加、壁厚减薄、纯度。*替代风险：短期内不存在。*市场供应困难和有序发展。,谢谢大家的时间!,
