2017-04-18 | 編輯:Delilah Lin 1805 瀏覽人次

長晶成本小投入,產品獲益大豐收:超能氮化矽粉方案探討

 

研發人員對於技術了解最為透徹,而第一線的工程師最明白哪種產品好用。財務與決策人員在決定發展方針時,必須詳加考慮技術、製造、成果等整體性價比,以求每一分資金都能創造最大獲益。

在太陽能多晶供應鏈當中,台灣的材料廠超能高新材料可說是兼具技術知識與生產成效兩方面的翹楚。超能的多晶鑄錠坩堝塗料─高純度氮化矽粉可增加矽晶圓得片數與後續所生產的太陽能電池轉換效率。雖然初期投入成本略高,但對於矽晶圓銷售,乃至於終端的太陽能系統發電量上,超能的氮化矽粉所創造的收益遠勝於成本投資。

 

研發起家、技術本位、重視服務

超能總經理魏汝超博士原任台灣矽晶圓大廠的研發工程師,在2011年成立超能高新材料股份有限公司,藉由在長晶方面的專業知識推出理想中的高純度氮化矽粉,全球市佔率與日、德國際大廠不分軒輊,達三成之高。

氮化矽粉是用於多晶鑄錠長晶爐的特殊耗材。長晶爐採用石英坩堝,含大量雜質與氧,會影響鑄錠、矽晶圓乃至於太陽能電池的品質,因此坩堝內側需噴塗氮化矽粉作為隔絕保護層,以降低多晶鑄錠的雜質。這層氮化矽粉也能減少鑄錠的含氧量,進而降低太陽能電池的光衰(LID)。

超能的高純度氮化矽粉具有以下技術優勢,能帶給客戶更大的獲利空間:

-絕佳粒徑配比:最新產品平均粒徑僅1.40μm,在特殊奈米技術處理下,可有效解決外觀與良率問題。

-最高β相含量:β相氮化矽受全球專利保護,β相含量業界最高,有助高效成核機制

-高純度、低稠度、懸浮性佳:減少溶劑需求且更易均勻噴塗。

-雜質含量低:生產品質控制嚴謹,金屬雜質極少,可生產更高效的矽晶圓和電池。

超能氮化矽品質嚴格把關。

 

 

業界β相氮化矽含量比例最高,高品質帶來高收益

氮化矽粉具有兩種結構—α相和β相,其比例會影響鑄錠的品質。魏博士回想,他在台灣剛開始發展多晶鑄錠技術時就發現β相氮化矽更適合太陽能鑄錠需要的長晶環境,但向當時的氮化矽粉供應商提出高β相成分的需求時,卻遭到拒絕。

魏博士解釋,α相氮化矽可在低溫環境下合成,生產成本較低。加上應用領域廣,因此多數廠商並未為太陽能產業推出最優化的氮化矽粉。這催生了超能與其超高比例β相氮化矽粉產品,為多晶太陽能產業鏈帶來革命。

左:採用超能氮化矽粉後,鑄錠品質提高,
可供切片的厚度也增加。

 

根據實測,採用超能氮化矽粉作為脫模阻隔劑的坩堝,可有效降低鑄錠雜質與含氧量,使鑄錠的矽晶圓得片數增加,且所生產的多晶電池片轉換效率將較競爭對手多出0.1-0.03個百分點(18.57%提升至18.60%),相當於每片電池至少提升0.0073W。如此一來,擁有50台G6長晶爐的工廠透過超能氮化矽粉能創造的每月額外收入將如下表:


電池效率分佈比較圖

 

多晶成長空間大,追求效益才是發展之道

魏博士分析單、多晶的技術特性,強調:「多晶產品的技術門檻較單晶低,且在高溫環境的發電效果較單晶好,因此多晶仍將保有穩定的市佔率。」他估計,G7長晶爐投入生產線後,加上金剛線切、黑硅等技術成熟,多晶產品在成本與發電效能上的表現很快就會重新取得優勢。

金剛線切搭配黑硅技術發展的速度極快,魏博士認為2017年底將有三分之一多晶產能改採新技術。他指出,金剛線不易控制切片良率,是市場化的瓶頸。若長晶廠採用超能的氮化矽粉,所生產的鑄錠雜質可大幅降低,將有助金剛線切多晶矽晶圓良率提高進而加速普及。

透過堅強的研發實力與背景,超能對於太陽能產業的關鍵需求握有絕佳了解,因此在過去幾波太陽能產業大洗牌的過程當中愈加茁壯,所提供的產品及太陽能解決方案廣受全球業者肯定。

多晶產品的技術進展結合了產業鏈各個區段的努力,積少可以成多。而在追求性價比的時代,每一分錢投入的目標都是創造最大的整體收益;完善的整體收支評估,才能創造最高的發電價值。

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