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『研报』大尺寸光伏单晶硅制备技术研究进展

wang wang 发表于2026-02-21 00:41:10 浏览1 评论0

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『研报』大尺寸光伏单晶硅制备技术研究进展

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  • 本期文章:

    『研报』大尺寸光伏单晶硅制备技术研究进展

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  • 以下正文:

一、 研究背景与行业趋势

  1. 技术主导:直拉法是目前最成熟、应用最广泛的光伏级单晶硅制备技术。

  2. 产能集中:中国企业的硅片产能已占据全球绝对主导地位(2022年底约占97.9%)。

  3. 大尺寸化趋势:硅片正朝着更大尺寸方向发展,以G12(边距210mm)为代表的大尺寸硅片能显著降低电池、组件及电站系统成本,是产业明确的发展方向。

二、 三种主流制备技术对比分析

论文重点总结并对比了三种面向大尺寸生产的主流直拉法技术:多次装料拉晶技术、连续装料拉晶技术和炉外加料技术。

技术名称

核心技术特点

主要优势

主要挑战/难点

发展现状与前景

多次装料拉晶技术

基于传统直拉法,一炉多次投料、多次拉晶。

工艺最成熟,市场占比最高;单炉投料量大,生产成本低,能源利用率高;结合神经网络等正向智能化发展。

1. 晶体质量:大尺寸下氧、碳杂质及金属杂质控制难,晶棒头尾质量不均。
2. 生产效率:受“V/G理论”限制,大尺寸晶体拉速有上限,热场增大导致能耗高、熔接效率低。

目前仍是主流生产技术,但面对大尺寸、高品质需求,其技术瓶颈日益突出。

连续装料拉晶技术

采用双坩埚(隔板)结构,实现加料、熔化与晶体生长同时连续进行。

1. 晶体质量高:熔体液面稳定,杂质分布更均匀;内坩埚小,降低氧含量。
2. 生产效率高:无需停炉加料,节能省时;理论上更匹配大尺寸晶体生产趋势。

1. 技术壁垒高:设备复杂,对石英坩埚(需耐500小时高温)等材料要求苛刻。
2. 工艺控制难:连续加料影响熔体热稳定性与流动控制。
3. 成本高:目前生产成本高,断线率高于RCZ。

被视为未来发展方向,潜力巨大。目前处于研发和初步产业化阶段(如协鑫),其发展受颗粒硅原料技术进步的密切影响。

炉外加料技术

在RCZ基础上,增加外部加料装置,实现一机对多炉加料。

提高了RCZ的加料效率,降低了部分生产成本。

提升潜力有限,未解决RCZ固有的熔体深度变化导致的传热与质量不稳定问题;设备昂贵。

研究应用较少,发展前景有限

三、 核心结论与未来展望

  1. 技术迭代期:当前正处于RCZ、CCZ、OCZ等多种技术并存与更迭的时期。

  2. 发展主线:技术演进始终围绕提升晶体质量降低生产成本提高生产效率三大核心目标。

  3. 未来研究方向

    • 短期:聚焦于突破CCZ技术相关的瓶颈,如高品质石英坩埚、配套热场材料及颗粒硅原料适配性等。

    • 长期:探索将量子物理等新理论与人工智能技术结合,开发新的晶体生长理论并实现产业智能化升级。

总而言之,论文指出,在光伏硅片持续大尺寸化的背景下,RCZ作为当前主力技术面临挑战,而CCZ因其在质量和效率上的潜在优势,成为未来技术发展的关键方向,但其大规模产业化仍依赖于关联材料与工艺技术的突破。

以下无正文。

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