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本报记者 袁元
近日，江西联创光电超导应用有限公司与宁夏某家专业从事研发与生产光伏单晶硅棒与半导体硅棒的企业签订合作协议。
本次合作的主要内容是结合该企业生产和研发的实际需求，推进该企业的光伏单晶硅产品由P型向N型转化，以满足光伏电池市场对高质量硅单晶的需求，实现技术及产品升级。
目前该企业已开始布局硅单晶的技术及产品升级，实现磁控N型光伏硅单晶规模化生产，预计2024年到2025年，硅单晶生长炉升级改造对高温超导磁体的需求约300台。2024年将为该企业交付第一批不少于50台。
相较于永磁体、常规电磁铁，超导磁体由于其低能耗、快速响应控制、磁场强度高、均匀性好等优点，被公认为适用于光伏N型及半导体硅单晶制备的最佳方案（体积可缩小为1/5，重量缩小为1/10，可降低电耗20%，提高30%以上的成品率）。目前市场上已经出现采用低温超导磁体的产品，但均需工作在液氦温区，有的还需要浸泡液氦。然而，用高温超导材料制作大口径传导式磁体，工作在20-30K温区，无需任何低温液体冷媒，制冷成本低（一台制冷机即可满足制冷需求），可以满足大尺寸（6-12in及以上）、高品质单晶硅生长所需的磁场强度要求（水平方向0.5T），有效抑制熔体对流、熔面温度起伏、降低硅单晶中间隙氧浓度、提高掺杂物的径向均匀性，提高大尺寸硅单晶的质量。目前国内高温超导带材应用领域不断扩大，产业化规模极速放大趋势明显，在全球的激烈竞争态势下，国产带材厂商良率大幅提升、市场空间快速打开、纷纷大幅扩产，带材价格已经呈现出短期大幅下降的趋势，这将快速实现高温超导磁体的大幅降本，从而在该领域达到高温超导磁体售价低于低温超导磁体的状态。
目前，超导磁场已广泛应用于半导体12英寸大硅片生长领域，而伴随着市场对光伏硅片转换效率要求的不断提升，光伏N型电池级硅片有望主导未来的市场需求，这对材料品质提出更高要求，低氧、高少子寿命、高阻成为硅片发展趋势，光伏制造开启半导体工艺时代，技术壁垒不断提升，将助力超导磁场加速导入光伏硅片产业。据统计，未来3-5年内，全球范围内（主要市场在中国）N型半导体的单晶炉总需求达到5万-10万台。
此次合作协议的达成，也标志着高温超导磁体技术在硅单晶生长炉领域走出了商业化的第一步，是继高温超导在感应加热领域成功应用之后，在工业生产领域的又一次成功应用。
（编辑 田冬）
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