直到20世紀90年代，太陽能光光伏工藝還是主要建立在單晶矽的基礎上。雖然單晶矽太陽能電池的成本在不斷下降，但是與(yu) 常規電力相比還是缺乏競爭(zheng) 力，因此，不斷降低成本是光伏界追求的目標。自20世紀80年代鑄造多晶矽發明和應用以來，增長迅速，80年代末期它僅(jin) 占太陽能電池材料的10%左右，而至1996年底它已占整個(ge) 太陽能電池材料的36%，它以相對低成本、高效率的優(you) 勢不斷擠占單晶矽的市場，成為(wei) 最有競爭(zheng) 力的太陽能電池次材料。21世紀初已占50%以上，成為(wei) 最主要的太陽能電池材料。

　　太陽能電池多晶矽錠是一種柱狀晶，晶體(ti) 生長方向垂直向上。

　　圖1多晶矽錠鑄造設備

　　1.裝料

　　將裝有塗層的石英坩堝在熱交換台上，加入矽原料，然後安裝加熱設備、隔熱設備和爐罩，將爐內(nei) 抽真空使爐內(nei) 壓力降至0.05-0.1mbar並保持真空。通入氬氣作為(wei) 保護氣，使爐內(nei) 壓力基本維持在400-600mbar左右。

　　2.加熱

　　利用石墨加熱器給爐體(ti) 加熱，首先使石墨部件、隔熱層、矽原料等表麵吸附的濕氣蒸發，然後緩慢加溫，使石英坩堝的溫度達到1200-1300℃左右，該過程需要4-5h。

　　3.化料

　　通入氬氣作為(wei) 保護氣，使爐內(nei) 壓力基本維持在400-600mbar左右。逐漸增加加熱功率，使適應坩堝內(nei) 的溫度達到1500℃左右，矽原料開始熔化。熔化過程中一直保證1500℃左右，直至化料結束。該過程約要20-22h。

       4.晶體(ti) 生長

　　矽原料熔化結束後，降低加熱功率，使適應坩堝的溫度降至1420-1440℃矽熔點左右。然後石英坩堝逐漸向下移動，或者隔熱裝置逐漸上升，使得石英坩堝慢慢脫離加熱區，與(yu) 周圍形成熱交換；同時，冷卻板通水，使熔體(ti) 的溫度自底部開始降低，晶體(ti) 矽首先在底部形成，生長過程中固液界麵始終保持與(yu) 水平麵平行，直至晶體(ti) 生長完成，該過程約要20-22h。

　　5.退火

　　晶體(ti) 生長完成後，由於(yu) 晶體(ti) 底部和上部存在較大的溫度梯度，因此，晶錠中可能存在熱應力，在矽片加熱和電池製備過程中容易再次矽片碎裂。所以，晶體(ti) 生長完成後，矽錠保持在熔點附近2-4h，使矽錠溫度均勻，減少熱應力。

圖2多晶矽錠

　　6.冷卻

　　矽錠在爐內(nei) 退火後，關(guan) 閉加熱功率，提升隔熱裝置或者完全下降矽錠，爐內(nei) 通入大流量氬氣，使矽錠溫度逐漸降低至室溫附近；同時，爐內(nei) 氣壓逐漸上升，直至達到大氣壓，該過程約要10h。