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在當今世界，可再生能源的發(fā)展已經(jīng)成為全球關注的焦點。本征硅片，作為光伏產(chǎn)業(yè)中的核心材料之一，其性能和質量直接影響著太陽能電池的效率和成本。本文將深入探討本征硅片的重要性、市場前景以及在光伏產(chǎn)業(yè)中的應用。

光伏電池片的核心原材料是光伏硅片，它處于光伏主產(chǎn)業(yè)鏈的上游。光伏硅片呢，就是把硅棒經(jīng)過切片、拋磨、清洗等工序制成的高純片狀硅，這是很重要的半導體材料。要是在里面摻入微量的第IIIA族元素(硼)，就能形成P型硅半導體;摻入微量的第VA族元素(磷)，就能形成N型硅半導體。把N型和P型半導體組合起來，就可以做成晶

硅光伏電池片，這樣就能把太陽的輻射能轉化成電能了。據(jù)Solarzoom的數(shù)據(jù)，硅料是光伏硅片成本的關鍵，在成本里占比高達86%。另外，冷卻液、金剛線、熱場、坩堝這些生產(chǎn)設備或者輔材的成本占比分別是3%、2%、1%、1%，電力作為主要能源成本占比為2%。光伏硅片的下游是光伏電池片，在PERC/TOPCon電池里，硅片在電池片成本中的占比分別是66.2%和62%，它確實是電池片的核心原材料。

光伏硅片里，單晶硅片的優(yōu)勢特別明顯，現(xiàn)在已經(jīng)是這個行業(yè)的主流了。

光伏硅片按照原料和工藝的不同，能分成單晶硅片與多晶硅片。從晶體的品質方面說，多晶硅是好些微小單晶組合起來的，中間存在大量晶界，晶格排列沒什么秩序，單晶硅的晶格排列就完整多了。在一樣的切片工藝條件下，單晶硅表面缺陷比多晶硅少，位錯密度和金屬雜質也比多晶硅少得多，它的少子壽命要比多晶硅長幾十倍，所以轉換效率更高。從機械性能來講，多晶硅片最大彎曲位移比單晶硅片少1/4，這樣在電池生產(chǎn)和運輸?shù)臅r候，多晶硅片就更容易出現(xiàn)破碎、隱裂這些問題。從生產(chǎn)工藝來看，直拉法主要用來生產(chǎn)單晶硅棒，鑄錠法主要用于生產(chǎn)多晶硅錠。單晶硅棒能穩(wěn)定地運用金剛線切割工藝，這能明顯降低切片成本，還能提高電池轉換效率，可多晶硅錠的晶體結構有缺陷，讓切割工藝改進起來比較難，只能用傳統(tǒng)的砂線切割，成本下降的空間很有限。根據(jù)CPIA的數(shù)據(jù)，2021年單晶硅片(P型加上N型)在市場上的占比大概是94.5%，隨著下游對單晶產(chǎn)品需求的增加，單晶硅片的市場占比還會進一步擴大;多晶硅片的市場份額從2020年的9.3%降到了2021年的5.2%，以后會逐漸下降。

工藝流程：在拉晶這個環(huán)節(jié)，直拉法是主流的制備工藝。

在光伏這個領域里，單晶硅棒大多是用直拉法來制備的。單晶硅的制備技術按照長晶方式來分的話，有直拉法和區(qū)熔法這兩種。光伏領域主要用的是直拉法，它的主要工藝有這么幾步：加料、熔化、縮頸生長、放肩生長、等徑生長、尾部生長。具體做法呢，就是給放在坩堝里的多晶硅原料加熱，讓它變成溶液，然后利用裝在爐體上方的籽晶軸，讓單晶晶種跟硅溶液能接觸上。籽晶軸一邊轉動一邊上下移動，硅液就會在籽晶表面凝結、生長，最后就長成單晶硅棒了。區(qū)熔法能做出高質量、高純度的單晶，可是它對原料、設備和技術的要求都挺高的，生產(chǎn)出來的晶體尺寸比較小，成本也比較高，所以目前主要是在對硅片要求比較高的半導體領域里應用。

總結

本征硅片是光伏產(chǎn)業(yè)中的關鍵材料，其性能和質量對太陽能電池的效率和成本有著直接的影響。隨著全球對清潔能源的需求不斷增長，本征硅片的市場前景看好。然而，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，技術創(chuàng)新和環(huán)保措施的實施同樣重要。