冶金法多晶硅_在路上

Focus关注冶金法多晶硅：在路上◇本刊记者/刘馨与其他领域的学术交流研讨会有所不同，每一次的冶金法技术研讨会总是显得气氛格外热烈、争议不断。2009年6月13－14日，在厦门举办的“冶金法太阳能多晶硅制备技术及应用研讨会”依然如此，似乎能够感觉到与会者之间观点的强烈碰撞在耳边铮铮作响。这一切皆源于光伏市场的巨大吸引力以及冶金法从业者的不懈追求。太阳能电池产量位居世界榜首，当之无愧成为太阳能电池生产大国。但长期以来，“两头在外”的产业现状使得太阳能光伏产业在金融危机中损失惨重。加之西门子法固有的环保问题日益显现，国内改良西门子法四氯化硅的再回收利用问题尚未彻底解决，历史上天价多晶硅的噩梦记忆犹新，都不同程度地促使冶金法多晶硅产业化快速向前发展。2009年3月26日，财政部与城乡建设和住房保障部光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，国内市场的全面启动犹如箭在弦上。自2008年6月，阿特斯阳光电力科技有限公司正式对外发布成功的开发出“E-模组系列太阳能组件”以来，国内冶金法硅材料的拥护者便开始不断地用实际行动向业界证明这种材料用于太阳能电池的各种可能性。从此次的研讨会上获悉，宁夏国电集团旗下的银星多晶硅有限责公司于2008年9月建成投产的国内首座330kW太阳能高压并网电站，100%采捷报频传相关统计数据表明，2008年我国联合出台的《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《太阳能4新材料产业 NO.7 2009用自主研发生产的冶金硅材料作为原材料，目前运行良好，并累计发电20余万度。宁夏国电集团董事长刘应宽高调宣布，“公司目前10MW的太阳能高压并网电站已经开工，年内建成投产，同样也是采用100%冶金法多晶硅材料生产的太阳能电池组件，另外，50MW的电站也将于年内开工建设。经过宁夏自治区政府审查，万户屋顶项目已经上报财政部，总计装机可达20MW。宁夏银星通过冶金法硅材料产业化研究与高压并网电站建设两翼发展，打开了冶金法硅材料应用于太阳能电池的规模化通道，目前要做的是进一步降低成本。”阿特斯阳光电力科技有限公司技术总监陈根茂先生在会上向记者证实，国内冶金法硅材料生产厂商佳科太阳能硅（厦门）有限公司通过其严格的供应商审核，成为E模组材料的提供者之一。但陈总监并未透露这家国内供应商所提供材料的选用比重，同时，E模组的销售量也并未向外界公布。在会上，国内长期致力于冶金法硅材料的生产厂商也纷纷介绍已有进展。南安三晶通过改进电池后段工艺弥补物理料纯度不足的问题已取得阶段性成果，受到福建省政府的大力支持，不断打造从硅矿石到太阳能电池生产线的完整产业链。上海普罗新能源有限公司宣称目前的工艺已经达到6N的纯度，采用该公司生产的冶金法硅材料生产的太阳能电池，单晶硅光电转化效率稳定在14%，多晶硅稳定在15%左右，预计2009年年内突破16%。上海广济硅材料有限公司董事长彭达也在会上宣称，该公司已与宜都市签订协议，将在当地建设万吨级硅材料生产基地，并启动G瓦级冶金法硅材料太阳能电池发电电站建设。成为发展光伏产业的主流技术，同其他制备硅材料技术相比，它的成本低，能量回收时间短，环境友好，通过工艺争议四起从企业公布的数据和计划来看，冶金法硅材料生产太阳能电池的产业化进展神速。“冶金法硅材料关键技术已有突破”，长期致力于冶金法提纯硅材料的河北工业大学教授徐岳生教授总结，“用这种方法生产太阳能电池是可行的，并且有着很大的应用前景！” 但是，“根据已经公开发表的文献资料，工艺并没有完全成熟，尚未达到可以大规模应用的水平。”徐教授对冶金法产业化的发展仍然表示担忧。本次研讨会上，冶金法硅材料生产太阳能电池组件这条技术路线是否已经成熟，是否能够进行大规模应用是本次研讨会争论的焦点，也是长期关注光伏产业发展的太阳能电池用硅材料供应商、晶硅电池组件生产商、政府领导乃至投资界人士尚未解开的谜团。据中国工程院院士闻立时提供的数据，在目前国际多晶硅材料供应体系中，改良西门子法占据76%的市场份额，硅烷法占23%，其余1%被薄膜电池、冶金法硅材料生产的太阳能电池等其它电池技术分割。“以前是改良西门子法一法独大，随着近年来薄膜电池和冶金法的兴起，多晶硅制造领域逐步转变为三国演义，薄膜电池与冶金法作为新的一极正逐步扩大所属份额。”闻立时形象地打了个比方。冶金法究竟在“三国”中扮演什么样的角色？会上的一纸《厦门宣言》表达了相当一部分冶金法拥护者的观点，“冶金技术制备太阳能级多晶硅将的进一步优化，降低成本的空间大。”与此同时，厦门大学陈朝教授发表在会议前一天《厦门日报》的署名文章也表达了同样的看法，他认为，“低成本是发展光伏产业必须解决的关键问题，从成本和长远的观点考虑，冶金法更适合光伏产业。”但这样的说法似乎并没有在业内达成共识，“我不赞成把话说得太过，冶金法现在仍然面临着很多问题，比如说如何提高光伏转化率，降低光致衰减率等一些世界性难题还没有彻底攻克、除杂机理尚不清晰等，是否将冶金法确定为未来光伏发电材料的主流技术，下结论还为时尚早。”闻院士直言不讳。“针对某些专家认为的冶金法生‘垃圾硅’的偏见，大家产的多晶硅是应该有意识的纠正，因为冶金法硅材料生产太阳能电池确实具有极大的可能性。但是冶金法道路依旧很曲折，前途未卜，不要造成更多的人误读产业现状。”上海太阳能研究所崔容强教授也忠恳地提醒。况且，“西门子法是国际上众多科学家花费30多年时间呕心沥血的成果，机理也很清晰，有它独特的地方。有些同志把他贬得一钱不值也有失公允。”徐岳生教授建议冶金法硅材料生产企业用理性心态看待竞争对手，从而找准自己的位置。“争论是正常的，代表技术发展非常活跃。”南安市三晶阳光电力有限公司董事长郑智雄告诉记者，“目前产业最重要的是强调诚信。如果把目标和理想当成自己的成果来宣布，只会让这个产业走更多的弯路。某些Advanced Materials Industry 5Focus关注企业公布的较高的实验数据结果，缺乏可信度。”目前，冶金法的现状是：作为民间自发研究和推动的技术路线，在全球太阳能光伏市场巨大需求的拉动下，技术方面取得了突飞猛进的进步。然而，规模化生产、提纯机理探讨、材料纯度以及电池衰减分析等产业发展问题尚未完全解决，冶金法多晶硅技术路线还没有得到政府层面的一致认可。用户的期望“选择冶金法硅材料生产太阳能电池片是阿特斯公司很早就有的目标，”阿特斯阳光电力科技有限公司技术总监陈根茂向《新材料产业》记者介绍了开发E模组的最初构想，“在美国，冶金法提纯硅材料的应用大约35年前就已经开始了，不过早期阶段研究居多。到了本世纪初，太阳能产业大幅发展造成硅材料短缺，阿特斯便开始与上游材料厂商共同探讨用冶金法硅材料制作太阳能电池，并较早地开始商业化应用研究并最终投放市场。这是一个漫长而艰难的过程。”陈根茂认为“目前，冶金法生产地硅材料不够均匀，杂质含量较高，这是它先天的特性，我们作为用户更是深深体会到这其中的难处。我们的技术团队已经努力地做到把这些尚有缺陷的硅材料进行处理，并用特定的工艺生产出合格的太阳能组件。”他同时强调“这并不是我们的目标。我们希望材料生产厂商能够进一步努力从材料的角度进一步提高质量，达到6N甚至更高的纯度。从硅材料的角度讲，一旦技术达到这样的成熟度，那么冶金法硅材料的应用将是十分广阔的，甚至可以代替一部分西▲ 阿特斯希望冶金法硅材料生产厂商能够进一步提高质量门子生产的太阳能电池市场。从电池生产的角度看，未来电池技术的发展可以用这样的材料制成更稳定、更可靠、更高效的电池。” 陈根茂总监对冶金法硅材料发展路线以及阿特斯未来在冶金法太阳能电池的生产上持积极乐观的态度，但同时指出，阿特斯电池组件的生产为了保证其25年的寿命，对材料的检测包括供应商的选择都非常严格。据悉，冶金硅材料纯度方面的检测本身很有难度，测量不仅需要非常精密的设备，还需要专业的操作者进行操作，一些大的电池厂商通常选择第三方测试机构进行测试。因此，国内企业如果不进行专业的测试，往往结果偏差较大。另外，记者注意到一支来自无锡尚德公司的冶金法硅材料生产太阳能电池的研发团队也到会参加研讨，由此可见，无锡尚德也在冶金法硅材料太阳能电池生产方面有所投入，记者问及无锡尚德在这个方面的技术何时能够曝光，答曰“应该不会太远。”广泛的交流，气氛非常热烈。针对争论和产业共性问题，本次会议的主办方通过《厦门宣言》向业界发出了3项倡议：第一，发起成立冶金法太阳能多晶硅产业联盟，促进企业横向联合与协作，推动冶金法太阳能多晶硅技术的产业发展；第二，选定一家机构为“冶金法太阳能级多晶硅电池公共测试平台”，促进解决产业发展的瓶颈问题；第三，呼吁政府重视冶金法发展现状，合理利用更多国家资源以提高冶金法技术路线。对此，原国家火炬中心总工李临西老师建议未来的行业组织，应确定合理的目标，在国家“十二五”计划出台之前列出冶金法技术路线的中长期发展规划，分层次有重点地获得更多国家支持，在行业组织的合理引导下，使冶金法能够在未来获得更多的市场份额。闻立时院士感言，“对于冶金法提纯多晶硅的生产道路，我们一定要坚持实事求是的态度，肯定进展，认识不足。现在，冶金法技术路线已经取得了未来不会太遥远在本次会议上，参会企业进行了一定的进展，这预示着冶金法正走在一条通往成功的路上！” 6新材料产业 NO.7 2009