回想2009年，多晶硅片效率在16.0%左右徘徊，那個時候肯定沒有人能大膽預測到，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%，有賴于整個光伏行業上下游的共同努力，甚至輔材技術的進步也功不可沒。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的研發方向，不一定對，僅供各位鑄錠技術人員參考。

一、高效多晶硅片的研究歷史

如果說無錫尚德是太陽能電池技術人員的培養基地的話，那么賽維就是鑄錠行業的黃埔軍校。目前國內各個鑄錠廠都有賽維出身的生產技術人員，之所以出現這種局面，除了賽維在鑄錠行業起步較早之外，是因為賽維有一位鑄錠行業的權威——萬躍鵬博士，我們先來看看從網上搜到的萬博士的照片與簡歷：

萬躍鵬江西南昌人。LDKSolar公司資深副總裁、首席技術官（CTO），國際知名的太陽能多晶硅定向生長設備與工藝技術權威。

萬躍鵬1986年畢業于中國科技大學機械工程系，1989年于該系研究生畢業，獲碩士學位并留校任教，1997年于德國亞琛工業大學機械工程系獲博士學位。隨后在美國紐約州立大學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、研發主任。2007年2月開始加入地處江西新余市的江西賽維LDK太陽能高科技有限公司。該公司于2007年6月成功登陸美國主板證券市場(NYSE)，成為一家國際企業（LDKSolarLtd）。其發展之迅猛被世界太陽能光伏業界引為奇跡。

目前在國內流行的鑄高效錠工藝，就是萬博士帶領他的研發團隊于2011年底研發出來的，但是在研發出這種鑄高效錠工藝之前，賽維技術研究院花了大量的人力物力財力進行了大量的實驗，可以說賽維不僅為國內鑄錠行業培養了大量的人才，也為國內鑄錠工藝的進步做出了巨大的貢獻。

二、高效多晶硅片未來的研發方向

1、類單晶

2010年，國內以賽維、晶海洋、浙江大學等為代表的企業與學校掀起了一股研究鑄硅單晶的熱潮，類單晶硅片與硅塊如上圖所示，但是由于類單晶晶粒較大，較大的晶粒導致了較大的應力，無法釋放的應力導致在類單晶中產生了大量的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，電池生產企業無法接受這種硅片，因為這意味著有接近一半的電池片無法銷售。

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

2、高效坩堝

高效坩堝在2013年曾經掀起了一個小高潮，其機理如下圖所示。

在普通坩底部形核的晶粒生長方向雜亂無序，晶粒之間相互碰撞會產生位錯；而高效坩堝底部由于有很多二氧化硅顆粒作作為形核點，會生成大量的小晶粒，小晶粒在生長過程中會有一個相互競爭的過程，位錯多的晶粒在生長過程中逐步消失，位錯少的晶粒趁勢越長越大，最終吞并位錯多的晶粒。

個人還是很看好高效坩堝的，其技術進步將帶來硅片效率提高，在不久的將來高效坩堝將掀起一個更高的高潮。國內的核晶坩堝重視技術研發，重視創新。其高純坩堝鐵含量在2ppm以下，高效坩堝也一直都在研發中，據說其正在和煙臺同立高科新材料股份有限公司合作，共同開發免噴涂高效坩堝。

3.高效氮化硅粉

目前同立占領了國內光伏行業用氮化硅60%以上的市場份額。協鑫GCL80%以上的氮化硅來自同立，每月同立供給協鑫的氮化硅超過了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%的企業就不一一例舉了?？梢哉f同立氮化硅幾乎壟斷了國內光伏行業用氮化硅市場，同立能達到如此高的市場占有率，和它產品質量過硬、技術領先分不開關系。

同立董事長花重金從國內鑄錠企業挖來了一位技術總監，該技術總監目前正帶領同立的研發團隊研發高效氮化硅粉和高純氮化硅粉。高效氮化硅粉其技術原理就是讓氮化硅粉在鑄錠過程中充當形核劑，類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，通過特殊工藝使高效氮化硅粉起到碎硅片的作用，從而生產出和半融法工藝效率相當的高效硅錠，據說此技術正在實驗中。而同立的高純氮化硅粉已獲得了突破，其新產品TS3的鐵雜質含量已經做到2ppm以下，目前實驗已獲得了成功，正在量產轉化中。不過，個人更看好高效氮化硅粉，此技術的應用將大大提高高效硅錠的成品率。

此文僅代表作者個人觀點。