单粒晶矽铸造方法诞生，更低太阳能电池成本指“日”可待

来自日本国立材料研究所(NIMS)与九州大学(Kyushu University)携手组成的一支研究团队最近开发出一种新的晶矽(mono silicon)铸造方法，能以更低成本为太阳能电池生长高品质的单晶矽。

由日本NIMS国际奈米结构中心(MANA)奈米电子材料部奈米元件特性化小组负责人关口隆史(Takashi Sekiguchi)以及九州大学应用力学研究所教授柿本浩一(Koichi Kakimoto)为主导的这支研究小组，共同发明了一种称为"单粒铸造"(single-seed cast)的新铸造方法，据称所打造的矽晶品质较传统铸造方法更优，因而可用于开发更高效的矽晶太阳能电池。

目前，主流的矽晶太阳能电池转换效率已经达到20%了，未来的开发还必须进一步提高转换效率，才能增加电池产品的价值。然而，使用传统的矽晶铸造方式并不容易达到这一目标。此外，由于半导体所用的零排差(dislocation-free)单晶矽在价格上较不具有竞争力，因此还必须开发新的晶矽材料来取代半导体的多晶矽与单晶矽。

为了解决这个问题，研究人员们开发出一种单粒铸造法--这种使用晶种的矽晶铸造方法，成功地生长出低杂质的高品质单晶矽(单矽)锭。这种新的铸造方法可让矽晶在坩锅中熔化，从较小的晶种中生长单晶矽。利用这种方法由于减少使用原材料以及降低制造成本，因而成本较传统制造单晶矽的方法更低。再者，使用这种方法生长晶矽所制造的太阳能电池，可实现高达18.7%的转换效率。这一转换效率已经接近零排差单晶矽(柴氏长晶法)了。在未来的研究中，透过进一步降低晶体缺陷和杂质的影响，可望使这种"单矽"的转换效率超越柴氏单晶矽(Cz silicon)。

最新开发的单粒铸造法，可望降低太阳能电池成本

同时，这种方法还能使用现有设施生长大约50-cm大小的锭立方体。因此，由于它能与现有的制造设施相容，因而也能整合至目前的生产线中。未来，透过转换这项新技术以及由其衍生而来的其他技术至太阳能电池制造商，可望让太阳能电池产业更具市场竞争力。