首個(gè)旋式鑄造單晶爐研制成功 我國(guó)光伏裝備研制水平邁上新臺(tái)階

歲末年關(guān)，世界首個(gè)旋式鑄造單晶爐在江西賽維集團(tuán)研制成功。該旋式鑄造單晶爐由中國(guó)科學(xué)院陳仙輝院士團(tuán)隊(duì)和光伏老牌企業(yè)賽維集團(tuán)技術(shù)團(tuán)隊(duì)合作研制，由多晶硅鑄錠爐改造而成，單爐硅錠重量可達(dá)1200kg。經(jīng)測(cè)算，相比傳統(tǒng)直拉單晶硅, 旋式鑄造單晶爐生產(chǎn)的“鑄造單晶”生產(chǎn)成本要低20%，耗能也僅為前者的23%。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，旋式鑄造單晶爐的研制成功，表明我國(guó)光伏裝備研制水平邁上了新的臺(tái)階。

圖為陳仙輝院士向江西省副省長(zhǎng)羅小云介紹旋式鑄造單晶爐產(chǎn)品

經(jīng)過(guò)十多年的曲折而艱辛歷程，中國(guó)已經(jīng)發(fā)展成為世界最大的光伏制造國(guó)和最大的光伏發(fā)電國(guó)家。自2013年起，中國(guó)每年光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量連續(xù)位居全球第一。去年全國(guó)光伏發(fā)電量達(dá)2243億度電，按燃煤發(fā)電每發(fā)一度電消耗標(biāo)準(zhǔn)煤約0.3千克、排放0.7千克二氧化碳計(jì)算，全年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤6729萬(wàn)噸，全年減排二氧化碳約15701萬(wàn)噸，為節(jié)能減排貢獻(xiàn)巨大。

多年來(lái)，光伏發(fā)電以多晶、單晶硅電池為主。近年來(lái)，單晶硅電池以較高的光電轉(zhuǎn)換率，在市場(chǎng)上逐步趕超多晶硅電池。單晶硅電池市場(chǎng)份額從2016年不到20%發(fā)展到如今接近90%，但單晶硅電池尤其是傳統(tǒng)直拉單晶的生產(chǎn)成本也較高。因此，大幅降低單晶硅成本是降低單晶硅電池乃至光伏發(fā)電成本的技術(shù)關(guān)鍵。

據(jù)了解，鑄造單晶硅技術(shù)結(jié)合直拉單晶硅和鑄造多晶硅的優(yōu)點(diǎn)，具有轉(zhuǎn)換效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)光衰減低，是光伏晶體硅領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，但存在低單晶比例和低出材率的國(guó)際性科技難題。為此，2019年，中國(guó)科學(xué)院陳仙輝院士針對(duì)鑄造單晶硅疑難問(wèn)題，在行業(yè)首次提出了旋式鑄造生長(zhǎng)方式。賽維集團(tuán)國(guó)家光伏工程技術(shù)研究中心技術(shù)團(tuán)隊(duì)和陳仙輝院士團(tuán)隊(duì)通力合作，解決了旋式鑄造過(guò)程中的各個(gè)技術(shù)難題，成功研制世界首個(gè)旋式鑄造單晶爐。

國(guó)家四青人才、國(guó)家光伏工程技術(shù)研究中心主任、賽維技術(shù)研究院院長(zhǎng)鄒貴付教授對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者表示，旋式鑄造單晶爐單爐產(chǎn)量高，同時(shí)旋式鑄造生長(zhǎng)，熔體對(duì)流充分排雜好，溫度場(chǎng)分布均勻生長(zhǎng)應(yīng)力小，實(shí)現(xiàn)了鑄造單晶硅的高單晶比例、高出材率生長(zhǎng)，全單晶出材率達(dá)56.8%，因此具有更優(yōu)的性?xún)r(jià)比競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。他說(shuō)，去年我國(guó)單晶硅產(chǎn)量23.8萬(wàn)噸，如果全部換成旋式鑄造單晶爐來(lái)生產(chǎn)，那么可以再減少38.3億噸碳排放。

國(guó)家光伏工程技術(shù)研究中心副主任、賽維技術(shù)研究院副院長(zhǎng)何亮告訴科技日?qǐng)?bào)記者，自本世紀(jì)初以來(lái)，我國(guó)光伏行業(yè)及其鑄錠爐設(shè)備發(fā)展迅猛，單爐產(chǎn)量從120公斤開(kāi)始，到450公斤、660公斤，直至今天1200公斤，從依賴(lài)進(jìn)口到自主設(shè)計(jì)和制造，到全面國(guó)產(chǎn)化，工藝從普通多晶硅到高效多晶硅并實(shí)現(xiàn)鑄造單晶硅的鑄造，直至首創(chuàng)的旋式鑄造單晶爐，光伏裝備技術(shù)和硅晶體生長(zhǎng)技術(shù)得到顛覆性改變。同時(shí)，他表示，該旋式鑄造單晶爐是由多晶硅鑄錠爐改造而成，一旦全國(guó)多晶硅企業(yè)現(xiàn)有的五千多臺(tái)多晶硅鑄錠改造、升級(jí)為旋式鑄造單晶爐，將盤(pán)活超過(guò)100多億元的多晶企業(yè)鑄錠爐設(shè)備，極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

在此間舉行的慶典儀式上，陳仙輝院士表示，與賽維技術(shù)團(tuán)隊(duì)通力合作研制的旋式鑄造單晶爐是中國(guó)科技創(chuàng)新的優(yōu)秀表現(xiàn)，是顛覆傳統(tǒng)鑄造單晶技術(shù)的新王牌和鑄造單晶產(chǎn)品崛起的新契機(jī)。

據(jù)悉，賽維集團(tuán)擁有國(guó)家級(jí)光伏工程技術(shù)研究中心、院士工作站、博士后工作站以及被譽(yù)為中國(guó)光伏“黃埔軍校”的技術(shù)研究院等技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，長(zhǎng)期致力于鑄造單晶硅技術(shù)研發(fā)并處于行業(yè)領(lǐng)先水平，擁有19項(xiàng)鑄造單晶核心專(zhuān)利技術(shù)，基于這些技術(shù)制造的“賽單晶產(chǎn)品166系列”、“210賽單晶硅片”先后獲得國(guó)際光伏(SNEC)展會(huì)十大亮點(diǎn)吉瓦級(jí)金獎(jiǎng)、太瓦級(jí)鉆石獎(jiǎng)。(科技日?qǐng)?bào)記者 寇勇)

關(guān)鍵詞： 單晶爐 光伏裝備研制