導讀： 中國太陽能電池板製造商尚德電力(Suntech Power)已開發出一種新工藝，製造硅晶片用於太陽能電池，可以減少太陽能發電成本10%到20%。
中國太陽能電池板製造商尚德電力(Suntech Power)已開發出一種新工藝，製造硅晶片用於太陽能電池，可以減少太陽能發電成本10%到20%。
最有效的硅太陽能電池使用的硅片由單晶硅組成。製備採用新工藝時，這些高品質的“單晶”(monocrystalline)晶圓成本大約相當於低質量的多晶硅片(multicrystalline wafer)，或者可能是傳統工序製備單晶硅片的一半。(晶圓成本僅是太陽能發電成本的一部分，這就是為什麼一種工藝成本減半，但只可能減少總成本的10%到20%。)
有個創意支持這一工藝，獲得專利是在20餘年前，但專利所有者從來沒有進行商業化開發。這些專利過期大約是在三年前，幾家公司，就是晶澳太陽能公司(JA Solar)，賽維公司(LDK Solar)，昱輝陽光能源有限公司(Renesola)，以及尚德公司，最近宣佈，他們已經成功地完成這項工藝。
司徒亞特•威翰(Stuart Wenham)是尚德的首席技術官，他介紹了這一進展，有一場太陽能會議本週在西雅圖舉行，會上他表示，公司已經開始銷售太陽能電池板，這種電池板的製備就使用這種工藝。
這個消息很可能會帶來麻煩，因為眾企業在美國的和其他地方，都希望商業化新的薄膜太陽能電池技術。從理論上講，薄膜技術每瓦成本低於硅技術。但它的製造商發現，很難競爭過中國製造商生產的傳統硅太陽能電池板，這種電池板已逐步減少成本，部分是因為提高生產技術，部分是因為政府的支持使他們能夠迅速擴大規模生產。
製作高品質的單晶硅片，通常需要加熱硅，使超過1400 °C(高於其熔點)，然後把晶種(seed crystal)浸入熔體。從鑄模上，這種晶片將被切下來，鑄模的形成需要逐漸拉起籽晶，因為硅晶體圍繞著它。這種情形的發生是在一到兩天中，在這段時間內，硅池(pool of silicon)必須保持炙熱，這需要大量的能量。無論是能源消耗，還是緩慢的生產，都使這一工藝很昂貴。製造多晶硅錠速度更快，能量密集度較低，硅熔化然後冷卻。不需要保持硅的炙熱，節約能源，但這些材料製成的電池單元效率低得多。
尚德已經開發出一種方法，可以形成單晶材料，使用的是改進版的多晶工藝。
它採用籽晶，但是，不是逐步從硅上拉出來(就像傳統的單晶工藝那樣)，而是被放在坩堝底部，完全覆蓋上熔化的硅。然後，熱量的提取是通過坩堝底部進行，確保結晶始於底部，籽晶就在這裡。
這實質上是幾十年前的工藝專利。這些改進是尚德所做的，有助於克服一個主要挑戰，這一工序提出：熔化的硅接觸容器的邊緣，會形成自己的籽晶，因此，最後的硅板內側是多晶的，外側是單晶的。
尚德解決了如何使多晶硅區域降低到最低限度：做出的硅錠是70%的單晶。純單晶硅晶圓的製備是採用硅錠的中心。邊緣上的材料是半單晶硅半多晶硅，也可以用。電池單元這樣製備，結果是提高10%的效率，勝過普通多晶硅電池，幾乎等效於純單晶硅電池。
威翰說，這個工藝可以使用現有的晶圓加工設備，因此，它可以迅速擴大規模。“這個工藝可能會是相當程度上的遊戲改變者，在光伏領域，因為它提供了更高的性能，同時降低了成本，”他說。
威翰說，尚德預計，這個行業大多會採用類似的技術，在未來兩年就是這樣。由於基本原理已不再是專利，很多企業已經能夠開發自己版本的技術。他說，尚德正在尋求專利保護一些技術，這些技術關聯到使用新材料製造太陽能電池板。
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