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光伏市場火爆,石英砂企業該怎麽跟進?

發布時間:2017-04-10

微粉網訊:2017年中央一號文件明確提出,實施農村新能源行動,推進光伏發電,逐步擴大農村電力、燃氣和清潔型煤供給。這讓業界對未來光伏行業發展有了更好的展望和期盼。晶科能源CEO陳康平等業內人士預計,中國光伏發電潛在市場應用規模將超萬億元。


發展光伏産業,對于調整能源結構、緩解環境保護壓力、實現經濟社會的健康可持續發展具有十分重要的意義。據中國光伏行業協會介紹,在全球光伏産業市場中,中國占比約28%,矽片、電池片、組件産量連續多年位居世界前列。


作爲光伏産業重要原材料的單晶守得雲開見月明,最近火得不要不要的,單晶坩埚也是水漲床高,跟著喝了不少湯。但是單晶坩埚的原料石英砂卻是掣肘單晶坩埚發展的一個障礙,目前國內單晶坩埚的原料需要從美國Unimin和挪威一家企業進口,這不禁讓人大跌眼鏡。當初鑄錠用坩埚和脫模劑氮化矽粉也是需要進口,後來在中材等國內坩埚廠家的努力下,氮化矽在煙台同立進攻下,都逐漸實現了國産化,目前國內協鑫、賽維、天合等鑄錠龍頭企業,用的都是同立的氮化矽粉,爲什麽單晶坩埚原料石英砂這麽久了還不能很好的實現國産化呢?


一、單晶矽對石英坩埚的要求 


石英坩埚是拉制单晶硅的消耗性器皿,每生产一炉单晶硅就用掉一只石英坩 埚。因为单晶硅是生产大规模集成电路和太阳能单晶硅片的原材料,所以对石英坩埚的要求十分苛刻。目前单晶硅的发展主要向大直径、高纯度以及杂质分布高均匀性的方向发展。 而石英坩埚是直拉单晶硅生长过程中的重要材料,它的纯度和加工质量会直接影响单晶硅的产量和质量,随着直拉单晶硅投料量和晶体生长直径的不断增大,对 石英坩埚的纯度和质量要求越来越高,主要有以下几方面要求:1)材质必须是高纯度半导体级,且纯度要高,有害化学元素小于20ppm;2)耐高温性强,在高温过程中保持高电阻率及防止软化;3)坩埚的尺寸大;4)气泡要少,气泡在生产中不长大;5)规格精度高,耐温性能好,节约能源。因此,随着对大直径单晶硅质量要求的不断提高, 对单晶坩埚石英制品及相关材料提出了更高的要求。

由于單晶坩埚要求高,原材料需要從美國Unimin和挪威進口,因此單晶坩埚目前價格也不便宜。24英寸單晶石英坩埚,價格在2000左右,裝料量在210公斤左右,可以應用在95爐和95爐以上的爐型中;26英寸單晶石英坩埚,價格在3000左右,裝料量在240公斤左右,應用在120爐及以上爐型中。


二、石英坩埚對石英砂的質量要求 


石英坩埚的幾何尺寸和外觀是生産工藝確定的,而純度是由原料確定的。石英坩埚用原料要求純度高、一致性好,粒度分布均勻。有害成分高时会影响坩埚的熔制,影响其耐高温性,还会出现气泡、色斑、脱皮等现象,严重影响石英坩埚质量。例如:当Al含量过高时会对拉制单晶硅的纯度产生影响,当Na、K、Li 等元素含量高时会使石英坩埚软化温度降低,当Cu、Mn、Fe等元素含量高时会产生色斑。有害元素总含量高还会产生一些气泡、白斑等缺陷,造成石英坩埚透明度下降,严重时还影响坩埚成形。我國對石英原料純度一般是以Al等十三個有害元素來衡量的,要求它們的總和要小于20ppm。生産高質量石英坩埚,不但工藝技術要先進,而且原料純度要高,为了生产高质量的产品我国生产高纯石英坩埚的原料全部进口美国UNIMIN公司的高純石英砂,虽然其原料质量较好,但价格却一再上涨。


因此提高石英坩埚产品产量和质量,促进硅材料工业发展, 达到石英坩埚原料国产化,是我国石英原料生产企业刻不容缓的事情。如果哪一天,美国不高兴了,不出口自然资源高純石英砂了,中国的半导体行业和单晶太阳能电池又该何去何从?


三、关于高純石英砂国产化的建议


有一种高純石英砂,叫别人家的高純石英砂。面对国外高純石英砂巨头的垄断,要想实现中国的半导体行业和单晶太阳能电池产业的可持续发展,不受国外原材料限制,我们必须要未雨绸缪,在国家有关部门支持下,走石英上下游联合开发之路,尽快研发出可以替代美国尤尼明高純石英砂的国产化产品。


从来就没有什么救世主,一切只能靠我们自己。近几年来,江西中材太阳能新材料有限公司、晶龙集团、圣戈班石英(锦州)有限公司、湖北菲利华石英玻璃股份有限公司等国内部分石英制品龙头企业不断加大研发力度,也取得了一定成绩和突破。我们有理由相信,只要坚持和加大研发力度,我国单晶坩埚用高純石英砂国产化就一定会实现。

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