太阳锂离子电池技术中的准单晶技术简介

随着全球多样化的发展，我们的生活也在不断变化着，包括我们接触的各种各样的电子产品，那么你一定不了解这些产品的一些组成，比如准单晶。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，单晶硅电池的大规模生产转换效率已达到18%，但这种方法对原料和操作要求高，单进料少，产品成本高，太阳能电池衰减大。多晶硅重要通过定向凝固法生产。它具有单进料大，操作简便，成本低的特点。单元衰减比单晶硅晶片小得多。

准单晶技术

准单晶技术的核心是单晶锭铸造技术，该技术利用锭铸造工艺生产类似于单晶甚至单晶的产品，并结合了单晶硅和多晶硅的优势。与多晶相比，准单晶硅晶片具有更少的晶界和低的位错密度。太阳能电池的转换效率高达17.5%以上。与单晶硅晶片相比，准单晶电池的光致衰减大约低1/4至1/2;装料量大，生产效率高，切片工艺简单，成本低。

1、准单晶铸锭技术

实现铸锭单晶的方法有两种，如下：

(1)无籽铸锭。无籽晶体引导的铸锭法对晶核的初始生长控制过程要求很高的要求。一种方法是使用在底部带有槽的坩埚。该方法的重要目的是精确控制定向凝固过程中的温度梯度和晶体生长速率，以新增多晶晶粒的尺寸。凹槽的大小和冷却速度决定了晶粒的大小，凹槽有助于新增晶粒。由于要控制的参数太多，因此无籽锭铸造工艺特别困难。

(2)有籽晶锭。当前大多数批量生产的准单晶技术都是籽晶锭。该技术首先将籽晶和掺杂硅的元素放入坩埚中，籽晶通常位于坩埚的底部，然后加热硅材料以熔化硅材料，并防止籽晶完全熔化，最后控制冷却并调整固相和液相。温度梯度可确保单晶从籽晶位置开始生长。

2.电池技术的改进

准单晶产品还导致多家公司改进了电池技术。晶体取向的控制，位错密度，碳和氧的浓度以及硅晶片的杂质分布以及附带问题将直接影响电池的效率。与普通的多晶不同，准单晶产品更适合碱纹理化处理，形成倒金字塔形的纹理表面，可以显着提高成品电池的效率。JASolar发明了一种用于准单晶电池的特殊工艺，即先进行酸纹理处理，然后再进行碱纹理处理。目前，枫木系列电池的效率已达到18.2%。但是，由于碱纹理的各向异性，特别是准单晶的边缘，未指定的晶向不能被腐蚀，这将在电池表面形成明亮的区域，从而影响成品的外观。

3.准单晶技术的决定性因素

技术研发要点，改善温度梯度。关于热场的研究和开发，以改善温度梯度，也要注意对热场的保护;种晶的制备。研究发现，准单晶种晶的制备方向将朝着超大，超薄的方向发展。精确的熔化控制。此链接很难控制。它确定是否可以稳定地生产准单晶，因此要相应的精确熔化控制装置。据了解，为了获得稳定的控制工艺，凤凰光电已经开发了一套专用于准单晶的晶种熔化控制设备，可以进入0.5mm的晶体生长阶段。位错密度。在许多生产过程中，效率下降始终是不可防止的。因此，将位错密度控制到最小是该过程的关键。转角多晶的控制，即合理有效地控制转角多晶的比例;铸锭率提高。当前的产率约为40%至60%，并且要提高。

4.准单晶技术的意义

准单晶不仅是高效硅晶片的可行方法，还是铸锭厂降低成本的一种方法。有关成本控制问题，众所周知，就电池模块的利用率而言，Czochralski硅棒是圆柱形的，所出现的光伏电池要被切掉，并且所组成的电池模块的成品率是约50%。相比之下，准单晶硅锭为正方形锭，用于制造电池的切片也为直角正方形，组成的电池模块的成品率约为65%。在工艺成本上，直拉单晶硅为160元/kg，准单晶硅为60元/kg。

在研究设计过程中，一定会有这样或着那样的问题，这就要我们的科研工作者在设计过程中不断总结相关经验，这样才能促进产品的不断革新。