單晶硅+金剛線來勢來勢洶洶，為了應對這種局面，如協鑫、阿特斯積極推動多晶硅+金剛線+黑硅技術。在技術層面上能不能多晶硅+金剛線如果不要黑硅技術的話，只有寄希望于準單晶，4-5年前因半熔的出現被我們收藏的技術。
準單晶（Mono Like）是基于多晶鑄錠的工藝，在長晶時通過部分使用單晶籽晶，獲得外觀和電性能均類似單晶的多晶硅片。這種通過鑄錠的方式形成單晶硅的技術，其功耗只比普通多晶硅多，所生產的單晶硅的質量接近直拉單晶硅。簡單地說，這種技術就是用多晶硅的成本，生產單晶硅的技術。
準單晶傳統技術路線主要有兩種鑄錠技術，筆者認真調研后決定增加了第三種方案，希望引起大家的關注：
（1）無籽晶鑄錠
無籽晶引導鑄錠工藝對晶核初期成長控制過程要求很高。一種方法是使用底部開槽的坩堝。這種方式的要點是精密控制定向凝固時的溫度梯度和晶體生長速度來提高多晶晶粒的尺寸大小，槽的尺寸以及冷卻速度決定了晶粒的尺寸，凹槽有助于增大晶粒。因為需要控制的參數太多，無籽晶鑄錠工藝顯得尤為困難。其要點是精密控制定向凝固時的溫度梯度和晶體生長速度來提高多晶晶粒的尺寸大小，形成所謂的準單晶。這種準單晶硅片的晶界數量遠小于普通的多晶硅片。無籽晶的單晶鑄錠技術難點在于控溫。
（2）有籽晶鑄錠
當下量產的準單晶技術大部分為有籽晶鑄錠。這種技術先把籽晶、硅料摻雜元素放置在坩堝中，籽晶一般位于坩堝底部，再加熱融化硅料，并保持籽晶不被完全融掉，最后控制降溫，調節固液相的溫度梯度，確保單晶從籽晶位置開始生長。這種技術的難點在于確保在熔化硅料階段，籽晶不被完全融化，還有控制好溫度梯度的分布，這個是提高晶體生長速度和晶體質量的關鍵。
（3）中心引晶，對稱生長
這種方法通過側壁加熱器對硅液進行加熱，待熔化完全后，通過觀察頂部高溫計確認中心溫度能滿足不會熔化籽晶的情況下，把籽晶豎直放入坩堝中心。適當調整功率曲線，使沿籽晶側面對稱生長。在現有爐型加熱以及散熱上都會有一定的要求，對于溫度的觀察和監控相對準確，可以通過頂部高溫計對單一豎直面的溫度很好的監測。因為是對稱生長，晶體質量相對比較好。
準單晶硅鑄錠技術和普通多晶技術相比有如下優勢：
電池片效率高，大晶粒硅片（100）面積大于70%，較同條線普通多晶硅高出1.0%~1.3%；
2.制絨后可在表面得到焰光作用較好的金字塔結構，減少反射率；
3.整錠平均效率較常規錠高出0.5%~1.0%。
4.中心引晶避免了紅區問題，成品率較高
有籽晶底部鑄錠技術方法是被嘗試最多的，相關好處和優缺點就不逐個介紹了，相關文獻和報告也比較多，大家在網上隨便找一下就會出現非常多的資料介紹。
首先，關于晶體生長，其本質就是一個從液相變成固相的凝固問題，凝固是從形核開始，之后是晶體的長大。形核需要形核功從而克服相變阻力形成固相晶核。形核功取決于形核時的外界條件，最有利的條件是具有相同晶體結構的同種固相襯底，其次是具有不同潤濕性能的異相襯底，從液相中“無中生有”的形核需要的形核功要大的多。解釋完形核的問題，我們現在應該清楚了，若是在熔體中存在同質的晶種，會提供最佳的凝固起始點。
其次是生長的驅動力，這主要是溫度。當溫度低于晶體的熔點時，它會促使液固相變的進行，也就是晶體的生長。 因此，當同質的晶種處于固液界面且溫度低于熔點時，此晶種就會成為擇優生長界面。當然，對于復雜的晶體體系來說，在特定的溫度條件下，有時異質的襯底界面可以提供相對于某些同質晶種更好的生長條件。 鑄造是一種晶體生長方法。現有的硅鑄錠爐，形核是從帶有涂層的石英坩堝的底部異質形核的，隨后在定向溫度梯度的驅動下自下而上的完成生長。定向凝固時，在坩堝底部鋪上晶種，在合理的溫度梯度下，凝固就會優先從晶種開始進行外延生長，從而獲得與晶種晶體結構一致的晶體。在實際操作中，隨著坩堝容積的增大及帶有涂層的坩堝壁的異質形核作用，加上不均勻的溫度分布，都可以為異質形核提供理想的條件，從而使得實際獲得的鑄錠中含有很多來自于非籽晶的晶粒。當然，這些晶粒的比例可以通過優化工藝、熱場設計等途徑加以改善。
通過中心引晶的形式，生長機理發生了改變，與CZ相近又不相同，實際上能帶來非常多的好處，最明顯的好處之規避這坩堝還來的紅區以及導質形核的問題。當然在加工上我們非常期待與單晶硅一樣僅需要金剛線切就好了。減少了黑硅投入和新工序的引進。
最后再說說鑄造單晶與CZ單晶。理論上，這兩種方法都可以獲得理想的單晶體。但針對硅單晶生長，實際生產中，卻有很大的差異。這種差異來自于生長條件的不同。CZ是在熔體自由表面上無型模約束的生長，而鑄錠的生長界面可以是在熔體下部，也可以是熔體固液界面，同時受到型模的約束；CZ的生長取決于晶體的散熱。而鑄錠中的生長定向凝固時取決于坩堝的散熱，中心引晶時取決于晶體兩端的散熱；對流模式的不同，雜質引入的不同等等，這些都會對晶體的內部品質產生很大的影響。
由于光伏還是一個很年輕的行業，業內很早一部分人員都進行了這方面的技術嘗試，最后成為有些廠家的黑科技在生產過程中使用，就成本和生產可性行來說，隨著半熔轉化效率的瓶頸，重新啟動準單晶的技術對多晶說是不得不進行的事了。
為了更好的在中心引晶準單晶技術上的研發，提供一些建議：
爐型選擇：鑄錠爐可以采用具有3段加熱器的小爐型進行生長測試。
籽晶選擇：可以采用單晶硅籽晶即可，但直徑和長度要根據坩堝的大小來調整。
拉提裝置：已經有成熟智能設備，可以參見北京中光睿華科技有限公司的自動測試儀用來測試硅液熔化速率的，定制部分制具固定籽晶即可，制具：可以選擇石墨材質或者鎢鉬材質夾頭。
最后一步：
毫無疑問新技術將重組晶硅市場格局！
下一個技術引領者會是你們嗎？
來源：中光睿華
