與浙大國家重點實驗室合作 揚企攻克“鑄造單晶”行業難題

2019年06月 05日 11:06 | 來源: 揚州日報-揚州網 | 揚州網官方微博

揚州網訊 (通訊員揚開萱記者吳忠祥)“22日,揚州榮德實驗室將正式揭牌。這個硅材料研究&產業化實驗室由揚州榮德新能源科技有限公司和我們合作組建,目前已經攻克了‘鑄造單晶’這一困擾整個光伏行業多年的技術難題。”昨天,來揚參加第二屆江蘇發展大會暨首屆全球蘇商大會揚州論壇的中國科學院院士、浙大硅材料國家重點實驗室主任楊德仁高興地告訴記者。

走進揚州榮德新能源科技有限公司研發大樓,記者在硅材料研究&產業化實驗室看到,工作臺上擺放著一塊塊晶磚、硅片,技術人員正在聚精會神分析、檢測、試驗。“這是我們研發的‘鑄造單晶’,近期將實現量產,到今年底產能有望超過1GW。”公司副總經理吳正旗自豪地介紹說。

“鑄造單晶”的技術難題難在哪兒?對于光伏行業來說有著怎樣的意義?“單晶硅片和多晶硅片都是在太陽能電站、航空等領域用來發電的基礎材料。我們之所以要研發‘鑄造單晶’,首先是因為市場需求。”吳正旗說。

市場需求就是指揮棒。多年來,揚州榮德發展集鑄造、開方、切片、清洗包裝于一體的全產業鏈,是全球最大的單體多晶硅片生產企業。然而,多晶硅片光電轉換率只有20%,直拉單晶硅片光電轉換率則超過21%,對榮德的產品造成了沖擊,企業面臨巨大壓力。吳正旗表示,直拉單晶硅片也有不足之處,就是單位生產能耗高、成本高導致市場價格高。“光生產的用電量,直拉單晶硅片就高出鑄造單晶硅片50%。”

早在2011年,榮德就決定,把直拉單硅晶片和鑄造多晶硅片兩種技術的優點結合起來,既保持低成本、低能耗,又實現高質量、高效率。“不光是榮德,這幾年國內外的重點光伏企業都在努力攻克‘鑄造單晶’技術難題。”吳正旗說。

技術研發是一個持續、積淀的過程。“2011年,榮德就研發出了一款鑄造單晶硅片,但因技術不成熟,未能被市場接受。”揚州榮德高級工程師張振中介紹,雖然此后榮德一直沒有放棄“鑄造單晶”技術的研發,但遇到了“天花板”。2018年底,榮德決定與浙大硅材料國家重點實驗室合作組建硅材料研究&產業化實驗室,努力攻克這一難題。

“鑄造單晶是利用籽晶通過鑄造的方法生長出單晶硅,晶粒與晶粒之間有一個接觸界面叫做‘晶界’,我們就是在這方面取得了重大突破。”同時擔任實驗室研究員的張振中介紹,“我們在鑄錠過程中引入晶界工程理論,通過‘人造晶界’控制位錯,使得鑄造單晶硅片不僅位錯低,而且光的反射率低,這樣就能提高光電轉換率。”

楊德仁是著名的半導體材料學家,對于揚州榮德矢志攻克“鑄造單晶”技術難題,他一直在關心關注。合作實驗室成立后,楊德仁對揚州榮德在研的“鑄造單晶”技術進行了分析、檢測,對硅片的位錯、光衰和轉換率“把脈問診”,并給出了解決問題的方案。在他的指導下,硅材料研究&產業化實驗室通過無數次試驗,今年4月份終于在“鑄造單晶”技術領域取得重大突破。

“實驗室建設是企業科技創新的‘命根子’,是企業提升生產力、競爭力的根本所在。”吳正旗表示,揚州榮德目前已建有江蘇省工程技術研究中心、江蘇省企業技術中心,“我們將進一步加大財力、設備、人才投入,力爭今年創成省級實驗室、2020年創成國家級實驗室。”


責任編輯:SLP

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