铸锭炉是直接将硅料高温熔融后通过定向冷却冷凝结晶,使其形成晶向一直的硅锭的设备。在加热使硅料完全融化后,通过定向凝固块将硅料结晶时释放的热量辐射到下炉腔内壁上,使硅料中形成一个竖直温度梯度。这个温度梯度使坩埚内的硅液从底部开始凝固,从熔体底部向顶部生长。硅料凝固后,硅锭经过退火、冷却后出炉。结构的优化对于铸锭的硅锭的效率的提升有很重要的作用。通过对热场温度的优化以及晶粒的细化,使晶体在初期的成核得到控制,在结晶过程中具有稳定的结晶速度和过冷度,从而提高了硅晶体的少子寿命,降低了硅晶体的内部缺陷,提高了太阳能电池效率。据悉,使用普通的电池片制作工艺,高效多晶硅片可达到17.3%以上的转换效率,现在最高可达18%左右。
多晶铸锭对太阳能电池效率产生很大的影响,多晶硅片的生产可以很好地提升电池的转化效率,让太阳能电池具有更加良好的市场竞争力。2010年,多晶硅片的转换效率约为16%,价格约为每片3~4美元。当时,都具备一定竞争力而为市场所接受。到了2012年年底,多晶硅片的转换效率提高到17.2%左右,价格降到了每片0.8美元左右。此时多数其他硅片技术已逐渐失去竞争力,市场占有率不断降低。到2014年,多晶硅片的转换效率预计将提高到18%以上,而成本降至每片0.5美元以下。光伏硅片生产技术的发展趋势表明,将来的硅片市场应该是高效多晶硅锭的市场。研究多晶铸锭成为今后的趋势,对太阳能电池的影响越来越会受到更多人的重视。