2023/08/11
2023年8月，江西聯(lián)創(chuàng)光電超導(dǎo)應(yīng)用有限公司與寧夏某家專業(yè)從事研發(fā)與生產(chǎn)光伏單晶硅棒與半導(dǎo)體硅棒的企業(yè)簽訂合作協(xié)議。基于雙方前期已就高溫超導(dǎo)磁控硅單晶生長爐開展合作研發(fā)，且研發(fā)進(jìn)度符合預(yù)期，已取得階段性成果，總體進(jìn)展順利。
本次合作的主要內(nèi)容是結(jié)合該企業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)的實(shí)際需求，推進(jìn)該企業(yè)的光伏單晶硅產(chǎn)品由P型向N型轉(zhuǎn)化，以滿足光伏電池市場對高質(zhì)量硅單晶的需求，實(shí)現(xiàn)技術(shù)及產(chǎn)品升級(jí)。
目前該企業(yè)已開始布局硅單晶的技術(shù)及產(chǎn)品升級(jí)，實(shí)現(xiàn)磁控N型光伏硅單晶規(guī)模化生產(chǎn)，預(yù)計(jì)2024年到2025年，硅單晶生長爐升級(jí)改造對高溫超導(dǎo)磁體的需求約300臺(tái)。2024年將為該企業(yè)交付第一批不少于50臺(tái)。
相較于永磁體、常規(guī)電磁鐵，超導(dǎo)磁體由于其低能耗、快速響應(yīng)控制、磁場強(qiáng)度高、均勻性好等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為適用于光伏N型及半導(dǎo)體硅單晶制備的最佳方案（體積可縮小為1/5，重量縮小為1/10，可降低電耗20%，提高30%以上的成品率）。目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)采用低溫超導(dǎo)磁體的產(chǎn)品，但均需工作在液氦溫區(qū)，有的還需要浸泡液氦。然而，用高溫超導(dǎo)材料制作大口徑傳導(dǎo)式磁體，工作在20-30K溫區(qū)，無需任何低溫液體冷媒，制冷成本低（一臺(tái)制冷機(jī)即可滿足制冷需求），可以滿足大尺寸（6-12in及以上)、高品質(zhì)單晶硅生長所需的磁場強(qiáng)度要求（水平方向0.5T），有效抑制熔體對流、熔面溫度起伏、降低硅單晶中間隙氧濃度、提高摻雜物的徑向均勻性，提高大尺寸硅單晶的質(zhì)量。目前國內(nèi)高溫超導(dǎo)帶材應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模極速放大趨勢明顯，在全球的激烈競爭態(tài)勢下，國產(chǎn)帶材廠商良率大幅提升、市場空間快速打開、紛紛大幅擴(kuò)產(chǎn)，帶材價(jià)格已經(jīng)呈現(xiàn)出短期大幅下降的趨勢，這將快速實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)磁體的大幅降本，從而在該領(lǐng)域達(dá)到高溫超導(dǎo)磁體售價(jià)低于低溫超導(dǎo)磁體的狀態(tài)。
目前，超導(dǎo)磁場已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體12英寸大硅片生長領(lǐng)域，而伴隨著市場對光伏硅片轉(zhuǎn)換效率要求的不斷提升，光伏N型電池級(jí)硅片有望主導(dǎo)未來的市場需求，這對材料品質(zhì)提出更高要求，低氧、高少子壽命、高阻成為硅片發(fā)展趨勢，光伏制造開啟半導(dǎo)體工藝時(shí)代，技術(shù)壁壘不斷提升，將助力超導(dǎo)磁場加速導(dǎo)入光伏硅片產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，未來3-5年內(nèi)，全球范圍內(nèi)（主要市場在中國）N型半導(dǎo)體的單晶爐總需求達(dá)到5萬-10萬臺(tái)。
此次合作協(xié)議的達(dá)成，也標(biāo)志著高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)在硅單晶生長爐領(lǐng)域走出了商業(yè)化的第一步，是繼高溫超導(dǎo)在感應(yīng)加熱領(lǐng)域成功應(yīng)用之后，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的又一次成功應(yīng)用。
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