关于平价上网时代具有性价比优势的颗粒硅的发展概况分析

太阳的光线出现在生活中的每一个地方，人们的生活已经离不开太阳，太阳能不仅为植物生长提供光源，而且也能为人类提供能源，现在的光伏发电就是很大程度上利用了太阳能。

低成本硅料产能大扩张，产业集中度提升。据统计，2019 年陆续有 6 家多晶硅企业停产检修，国内 在产多晶硅企业数量由 2018 年初的 24 家，减少至 2019 年初的 18 家，再缩减至 2019 年底的 12 家。2019 年全年，前五家硅料企业产量占比达到 77.8%，较 2018 年的 60.5%明显提升。截至 2019 年底， 协鑫、通威、大全、特变、东方希望五家企业合计产能占比达到 77%，预计后续还将进一步提升。

目前行业普遍把颗粒硅作为添加料使用，基本上将掺杂比例控制在30%以下，现下头部硅片厂的掺杂比例已可达到40%。掺杂比例主要受到微粉问题的限制，微粉在炉内高温的场景下会在石英坩埚内形成氧化物，影响晶体生长，提高颗粒硅比例会加大晶体失活的风险。

粒状硅制造商需要回答的第一个问题是未来的技术路线图。 “未来的大趋势是通过提高产品效率来降低产品成本，从而刺激市场需求。如果粒状硅制造商对产品的前景如此乐观，那么他们将有更大的扩张规模来抢占市场份额。”

从中长期来看，行业集中度将进一步提高。预计在未来五年内，将有五家国内公司(协鑫，通威，特变电工，大全，东方希望)，产能为70-100,000吨。是的，在单晶硅晶片领域，隆基和中环的双头垄断结构已经形成，生产能力远远领先于其他竞争对手。在太阳能电池领域，根据现有的扩张计划，通威，爱旭和隆基将在产能规模上形成相对明显的领先地位。

粒状硅的生产过程较短，后处理步骤较少：粒状硅产品呈球形，流动性好，圆度> 0.92，中值粒径约2mm，可以更好地满足硅粉的尺寸要求。无需粉碎过程即可重新进料。减少损失和破碎成本，同时有效避免在破碎过程中引入杂质的风险。

我们知道，西门子工艺多晶硅的国家标准基于一级，二级和三级杂质含量。工业上还习惯于不同密度的棒状硅，习惯上分为致密材料和疏松材料，后者被称为花椰菜材料，珊瑚材料等。膨化的珊瑚材料在破碎过程中很容易被杂质和灰尘污染，当珊瑚材料填充到坩埚中时，其占据的空间与致密的材料一样多，但加热熔化后硅液较少，影响拉晶效率。

粒状硅生产的单位能耗很小，每吨能耗为20-25kWh，比西门子的45-60kWh降低50-70%。颗粒硅流化床技术采用硅烷气制备，生产反应温度低，还原温度为500 +°C就足够了，采用改良的西门子法还原三氯硅烷需要1080°C以上的高温。

无论棒状多晶硅还是粒状多晶硅均可使用该产品，但以谁为准。从目前的报道来看，棒状多晶硅已经在市场上得到验证。粒状多晶硅具有较高的氢含量和更多的灰分，但仍可以使用，但比棒状多晶硅难于使用。另外，粒状硅正在转化过程中。将产生大量粉末，并且在运输过程中会产生粉末。产品有被污染的危险。现金成本已经很低吗?在技术上可能需要进一步克服。

粒状硅具有大的比表面积并且更容易吸收杂质。在转换过程中会产生大量粉末，在运输过程中也会产生粉末，并且产品可能受到污染。在制氢环境中，存在吸附。生产容器的壁是碳基的。在生产过程中，硅会碰到壁，衬里大部分是碳基的。随着粒状硅生产线的升级，将解决氢杂质和粉尘等问题。

以前，行业领导者通常认为粒状硅，花椰菜材料和珊瑚材料相同且难以使用。但是，随着下游单晶企业的发展，这些问题正在逐步得到解决。一些行业领导者还认为，西门子技术已达到顶峰。使用西门子的硅法可能并不芬芳。不得不说粒状硅是一种新技术，它确实具有许多优势，但是无论西门子技术已经完全过时，还是该技术已经达到顶峰，都可能没有必要。

如果某一天人们能高效利用太阳能，相信能解决很大的能源问题，毕竟太阳能是符合可持续发展战略的，能保证人类的永续发展，需要我们科研人员更加努力。