Задача создания технологий получения пластин кремния, исклю­чающих выращивание монокристаллических слитков и их резание, бы­ла поставлена давно, задолго до программы [26, 27]. В России начало было положено в 50-х годах заявлением технологии вытягивания полу­проводниковых пластин из расплава по методу А. В. Степанова, совер­шенствование которого продолжается и до настоящего времени [94]. Очевидно, что прямое получение кремниевых лент, листов и пластин из расплава является ресурсосберегающей технологией высокого уровня. Как отмечалось выше, до появления технологии a-Si/СЭ литье кремние­вых лент рассматривалось как единственная сырьевая альтернатива для создания солнечной фотоэлектроэнергетики массового наземного приме­нения. Позднее выявились и другие достоинства литых пластин л-Si.

В частности, как видно на рис. 3, наименьший разрыв между лабора­торным и коммерческим кпд наблюдается у nK-Si/СЭ и л-Зі/СЗ. При этом коммерческий кпд nK-Si/СЭ вплотную приближается к кпд MK-Si/СЭ. (Достижение кпд -20% у nK-Si/СЭ будет возможно только у тонких (-30 мкм) пленок или пластин в специальных конструкциях СЭ [49, 95-96].) Коммерческий кпд СЭ на основе поликристаллического л-Si колеблется от 5 до 13% в зависимости от способа его получения (что обсуждается далее) и чистоты использовавшегося сырья (отходы моно­кремния и поликремния "полупроводникового" качества, c-Si, ом-Si).

Ресурсосбережение, достаточно высокая эффективность конечных изделий (л-8і/СЗ) и практическая "всеядность" к сырью у технологий получения кремниевых лент, листов и пластин непосредственно из рас­плава кремния поставили их в свое время наравне с двумя другими (a-Si/СЭ, MK-Si/СЭ) в мировом производстве солнечных элементов (см. рис. 2). В принципе, непрерывными методами можно получать и пластины монокристаллического бездислокационного кремния, однако при этом резко снижается производительность и, как результат, не про­исходит существенного выигрыша в стоимости материала. В то же время производительность непрерывных способов получения поликри­сталлического л-Si является значительно более высокой, хотя и имеет ограничения. Для реализации масштабных программ (подобных [26]) требуется много "машин непрерывного получения кремниевых лент", а для реализации рекомендаций МИРЭС для СНГ или отечественных программ ([97] и др.) — только единицы типа [94].

Как отмечалось, нынешняя ситуация в России все еще отличается практически полным отсутствием отечественного производства исход­ных материалов для солнечной фотоэлектроэнергетики как по моно­кремнию для MK-Si/СЭ, так и по высокочистому силану SiH,}, необхо­димому для a-Si:H/C3. В то же время многие уже опробованные техно­логии непрерывного получения кремниевых лент и пластин непосред­ственно из расплава [55, 94], естественно, позволяют использовать в качестве сырья не только "полупроводниковый" и "солнечный", но и обогащенный металлургический кремний, включая отходы, и просто технический металлургический кремний, производство которого суще­ствует в России и, вероятно, не упадет до нуля. Некоторый опыт ис­пользования обогащенного металлургического кремния в солнечных элементах уже имеется. Поэтому может оказаться, что применение ка­ких-то относительно простых металлургических способов доочистки технического кремния [98] и литейных способов получения кремние­

вых пластин [55, 94] позволит организовать новые производства срав­нительно эффективных и дешевых солнечных элементов задолго до организации новых производств высокочистых поликремния, моно­кремния и силана.

Обе исходные проблемы (ресурсная и технологическая) сущест­венно важны для развития отечественной фотоэлектроэнергетики. В ведущих зарубежных странах успешно развиваются работы обоих на­правлений [8, 24, 55, 56]; в России — гораздо слабее [7,18,39].

От решения указанных проблем многое зависит не только в элек­троэнергетике. Главная цель дальнейшей (технологической) части об­зора — информационная подготовка совершенствования существующе­го оборудования и новых отечественных разработок для создания соот­ветствующих производств не только тонких лент кремния, но также и металлических материалов уникального структурного качества, кон­центрированное изложение достижений и опыта многих разработчиков. В первом обзоре, посвященном проблемам непрерывного получения кремниевых лент и пластин [55], главным образом содержатся краткие описания методов формщювания лент. Этого мало для разработчиков технических схем и конструкций. Очень часто бывает важно иметь де­тальные данные о "вспомогательных" узлах установок, которые не от­ражаются ни в статьях, ни в патентах, являясь информацией "ноу-хау" или коммерческой тайной. В новых работах важно ресурсосбережение во всех смыслах, в том числе — экономия времени и интеллектуальных ресурсов при поиске нужной информации.