定向凝固法制备铸造多晶硅技术现状及发展综述-论文.pdf

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1、定向凝固法制备铸造多晶硅技术现状及发展综述／史冰川等·183·定向凝固法制备铸造多晶硅技术现状及发展综述史冰川，李昆，亢若谷，邱建备。，王宏杰。，史彩云。(1昆明冶研新材料股份有限公司，曲靖655011；2昆明理工大学材料科学与工程学院，昆明650031；3北京奥依特科技有限责任公司，北京100015)摘要光生伏特效应是将太阳能转化为电能的重要途径之一。提高电池效率和降低生产成本，是光伏产业大规模发展面临的核心课题。铸造多晶硅技术因其相对低的生产成本和较高的转化效率，市场份额迅速增长。对定向凝固法制备铸造多晶硅的工艺原理进行了简介，对铸造多晶硅制备技

2、术的发展进行了回顾，并对当前的准单晶铸造、计算机模拟、高效多晶等研究热点的发展现状进行了综述。关键词铸造多晶硅准单晶硅高效多晶计算机模拟中图分类号：TG249文献标识码：ASummaryoftheStatusandDevelopment0fMulti—crystallineSiliconPreparedbyDirectionalSolidificationMethodSHIBingchuan，LIKun，KANGRuogu，QIUJianbei。，WANGHongjiea，SHICaiyun3(1KunmingYe-yanNewMaterialCo．

3、，Ltd，Qujing655011；2FacultyofMaterialScienceandEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650031；3Beijing0pto．ElectrOnicsTechnologyCo．，Ltd，Beijing100015)AbstractPhotovoltaiceffectisanimportantmethodtOtransfornlsolarenergyintoelectrica1energy．Toim—provethecelleffi

4、ciencyandreducethecellproductioncostisthecoreissueoflarge-scaledevelopingphotovohaicin—dustry．Thecastmultcrystallinesiliconpreparedbythedirectionalsolidificationmethodareintroduced，thetechnolo-gydevelopmentofmulti-crystallinesiliconisreviewed，andtherecentresearchprogress0nmono-

5、likecasting，compu-tersimulationandhighefficiencymultcrystallinesiliconaresummarized．Keywordscastmulti-crystallinesilicon，mono-likecrystalsilicon，highefficiencymultcrysta11inesilicon，computersimulation阪钛公司的模具释放铸锭法、日本Sumitomo公司的电磁感0引言应冷坩埚法[2]。其中，美国晶体系统公司的热交换法与目光生伏特效应是将太阳能转化为电能的重要

6、途径之一。前产业化的技术颇有渊源。1839年，欧洲科学家贝克雷尔第一次观察到了光生伏特效上海有色金属研究所于2O世纪8O年代中期制备出晶应[。20世纪5O年代，硅开始成为主流半导体材料。1954粒尺寸0．5～4mm，转换效率9～1O的多晶电池_5]。北年贝尔实验室首次制备出转化效率为6的硅太阳电池[1]。京有色金属研究总院制备出平均晶粒尺寸2mm的多晶硅提高转换效率和降低生产成本，是光伏产业大规模发展面临锭，对其形貌和晶体缺陷等进行研究]，并开展了相关的模的核心课题。铸造多晶硅技术因其相对低的生产成本和较拟研究[7]。2003年1O月，保定英利公司使

7、用GT公司的高的转化效率，市场份额迅速增长，21世纪初已经占有5OMX225型HEM炉制备出国内首个240kg多晶硅锭l_8]，标以上的市场份额。近年，铸造多晶硅占据了新增产能的8O％志着国产多晶硅铸锭技术产业化的开始。以上[2。]，成为主要的太阳电池材料。本文对定向凝固法制定向凝固法制备铸造多晶硅主要包括装料、加热、化料、备铸造多晶硅的工艺原理进行了简介，对铸造多晶硅制备技晶体生长、原位退火、冷却等步骤。首先，将完成装料的坩埚术的发展进行了回顾，并对当前的准单晶铸造、计算机模拟放置在铸锭炉的定向凝固块上，关闭炉体后抽真空，然后充应用、高效多晶等研究

8、热点的发展现状进行了综述。氩气、氦气等惰性气体。采用石墨加热器加热，升温至硅材料熔点以上，直至硅料全部熔化。