| 流化床反应器所制得的颗粒状材料在这里就显现出了优势：格拉夫先生强调，与块状原料的填充率相比，流化床反应器制得的颗粒凭借其优秀的“流动性”，能够填充其他原料类型之间出现的空隙。他预计，通过将颗粒状原料和块状原料进行优化组合，可实现高达80%的填充率。除了能够提高产率外，这一混合方式同时还能够降低填充时间(参见REC资料)。格拉夫先生指出，传统的解决原料间松散问题的方式，如加压、震动等，无法应用在太阳能坩埚上。“坩埚本身或表面涂层的损坏可导致硅锭出现裂痕，(震动)有可能导致融化后的硅料溢出——简直就是祸害产量的最佳方式!”格拉夫先生表示。 当被问及原料的最佳形态时——在不考虑成本的条件下——格拉夫先生的描述是与坩埚形状完全吻合的大块原料。坩埚的填装可通过将定制好的原料块自动放置在坩埚中来完成。循环利用材料、颗粒原料、小块材料等额外的填充原料可被用来对坩埚壁与原料间的缝隙进行填充。这种方式不仅能够使预期填充率达到接近100%的水平，同时还能大幅缩短填充时间。此外，此种填装类型还是实现全面自动化系统过程中的重要一步。与传输带相结合后，可将填装好的坩埚平稳地运至/运出铸锭炉，这样，铸锭工艺可在不远的未来成为仅需工人极少的操作就可以实现的流程，格拉夫先生这样畅想。 回到当下的现实中，优化原料形状是提高坩埚装载率和设备生产力的简单方式。从某种程度上来说，对原料进行预分拣和形状拼凑极有可能会在大多数生产线上得以部分实现。但是，目前来看，通过原料来提高填充率并无法在市场上获得很多溢价空间。这样就使得FBR颗粒作为块状原料的补充形式，更具经济效益和技术优势。 对坩埚填充率的进一步提高预计可通过两种方式来实现：将原料制成较大的块状，或制成优化后的形状。而这两种形式可能是能够进行堆叠的砖状材料，或是根据坩埚尺寸进行切割的单独整块原料。从技术上来说，多晶硅和UMG-Si原料均可制成大型的几何形状原料，事实上，Elkem太阳能公司已经在多年前就开始提供相关产品了。但是，通过线锯来对硅块进行切割塑性是一项成本极高的工艺。这使得此种原料几何形状的未来并不明确，除非切割技术会出现突破，可获得相类似的原料成品，或者原料能够直接根据太阳能坩埚的形状进行优化制定。 随着填充率的增加，还需要注意的是填充紧凑的原料所产生的热膨胀对坩埚本身的损坏。此外，结晶工艺也需要针对更大的填充量进行优化。下游工艺的产能(带锯和线锯等)也需要进行调整，以适应所铸得的更高的硅锭。 产量的提升 填充率是坩埚装载和硅锭产量的一个重要性能指标。通过将不同类型的原料相结合，如大型块状原料和颗粒状原料等，可将填充率提高10%或更多。据估算，通过将原料制成砖状或根据坩埚尺寸进行定制(已经能够通过UMG-Si等工艺实现)，能够进一步获得10%的填充率。 |
