- 硅晶電池難以取代
- 多晶硅污染
- 多晶硅產能過剩
- 單晶硅與多晶硅在光伏產業(yè)中的應用率高達90%以上
“不十分嚴謹?shù)恼f，在未來的50年里，還沒有什么其它材料能夠替代多晶硅而成為電子和光伏產業(yè)的主要原材料”，一名清華大學新能源領域研究員向《證券日報》記者強調這個說法并不科學，卻又是不得不承認的現(xiàn)實。
資料顯示，多晶硅在高溫熔融狀態(tài)下，具有較大的化學活潑性，能與幾乎任何材料作用，具有半導體性質，是極為重要的優(yōu)良半導體材料。電子工業(yè)中廣泛用于制造半導體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、是電子計算機等的基礎材料。此外，多晶硅是生產單晶硅的直接原料，是當代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉換等半導體器件的電子信息基礎材料。享有“微電子大廈基石”的美譽。
更為重要的是，太陽能發(fā)電(光伏)與風電、核電等同為被世界公認的未來新型能源趨向，在這一背景下，太陽能正逐漸被市場接受。而單晶硅和多晶硅正是生產太陽能電池不可或缺的主要原材料。有最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，單晶硅與多晶硅在光伏產業(yè)中的應用率高達90%以上。
由此，可以推論，上文中那句在業(yè)內看來還不夠嚴謹?shù)拿枋觯蛉藗?ldquo;不夠科學”地揭示了“多晶硅”在未來高精尖科技、電子信息甚至人們日常生活中的不可替代。
難以取代的硅晶電池
“太陽能發(fā)電是一種公平的、無污染的、絕佳的傳統(tǒng)能源替代品。只是局限于科技水平的現(xiàn)狀，特別是儲能(電池)技術的現(xiàn)狀，造成其發(fā)電成本過高(超過上網(wǎng)電價)，加之上游太陽能電池板主要原材料多晶硅的生產加工過程存在污染環(huán)境的問題，才使太陽能的發(fā)展受到一些阻力。站在科學的角度，我并不認為這些能夠制約或應該制約太陽能技術的發(fā)展，更不該因其中一個環(huán)節(jié)的污染問題難以解決，而徹底否定發(fā)展太陽能的意義。事實上，它們都將通過科技水平的不斷提升，被逐一攻克，關于新型原材料的研發(fā)、產業(yè)化都在飛速的發(fā)展中。”該研究員向記者表示。
據(jù)記者了解，從目前國際太陽電池的發(fā)展過程中看，其趨勢大致為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。而最后的“薄膜材料”(薄膜電池)正是業(yè)內對以單晶硅和多晶硅為主原料的太陽能電池的更新?lián)Q代。一些薄膜電池中已經(jīng)徹底放棄了對多晶硅的應用，從而解決了“環(huán)保技術不環(huán)保”，光伏上游多晶硅生產過程中存在的污染問題。
“太陽能產業(yè)化過程中最大的阻力就是難以提高太陽電池的光電轉換效率，用市場語言描述就是難以降低其生產成本。雖然一部分薄膜電池技術的確改變了對多晶硅的依賴以及傳統(tǒng)硅晶電池存在的電池主體易破碎、攜帶不便、抗震能力差等缺點，但卻無法超越傳統(tǒng)硅晶電池的轉化率，反而有所降低。”一位不愿具名的科技部人士向《證券日報》記者表示。
多晶硅的污染問題
資料顯示，目前中國多晶硅生產的主流工藝是改良西門子法。據(jù)記者了解，這種西門子法其原理就是在1100℃左右的高純硅芯上用高純氫還原高純三氯氫硅，生成多晶硅沉積在硅芯上；而改良西門子工藝是在傳統(tǒng)西門子工藝的基礎上，同時具備節(jié)能、降耗、回收利用生產過程中伴隨產生的大量副產物以及大量副產熱能的配套工藝。目前世界上絕大部分廠家均采用改良西門子法生產多晶硅。
但即便如此，這種改良后的生產工藝仍然會產生大量四氯氫硅，而四氯氫硅是一種具有腐蝕性的有毒有害液體。
對此，清華大學研究員表示，“改良后的生產工藝講究閉路循環(huán)，可有效降低還原爐消耗的電能，對還原尾氣進行回收，最大限度的利用多晶硅生產中的各種物料，排出的廢料極少，相對傳統(tǒng)方法而言對環(huán)境污染起到極大的改善作用。雖然這種工藝有待進一步提高，也的確沒能徹底杜絕污染現(xiàn)象。但我堅持認為，更多污染環(huán)境的現(xiàn)象與企業(yè)的投機取巧、不負責任或管理不嚴、市場準入標準過低有直接關系。”
多晶硅的產能過剩
2009年9月26日，國務院批轉發(fā)改委等部門《關于抑制部分行業(yè)產能過剩和重復建設引導產業(yè)健康發(fā)展的若干意見》，文中明確指出多晶硅產能已明顯過剩。隨后，光伏不僅因產能過剩而被管理層連連“點名批評”，更成為諸多媒體報道中產能過剩的代表之一。近日，中國可再生能源學會副理事長孟憲淦更透過媒體表示，“商務部征求行業(yè)組織意見，打算將光伏行業(yè)同鋼鐵、有色、建材、化工等一并列入‘兩高’名單。”
對此，發(fā)改委能源研究所副所長李俊峰透過媒體表示，“應該考慮同樣的能耗在不同產品中創(chuàng)造的價值，比如，一公斤的多晶硅的價格可以賣到60到70美元，而一噸水泥才能賣這個價，但它卻要消耗兩百度電。我們在制定政策時候一定要考慮到整個大環(huán)境，如果急急忙忙的出臺政策，卻不考慮政策帶來的影響，這將產生很多消極的效果。”
另外，清華大學研究員還表示，商務部限制多晶硅出口實屬應該，但現(xiàn)在多晶硅的生產污染是個敏感話題，有人說了多晶硅生產污染情況如何嚴重，社會輿論就馬上跟著炒作，使得這個問題被逐步放大。就我個人和身邊的一些人而言，多數(shù)科研人員對太陽能發(fā)展是持大力支持的態(tài)度。我認為管理層的政策制定意在遏制多晶硅生產低水平的重復建設，以及加強各級政府對光伏上游污染問題的管理審查和重視態(tài)度，僅僅一個環(huán)節(jié)的問題不該牽扯整個光伏產業(yè)，而光伏本身的確需要一個包容、科學的看待和發(fā)展環(huán)境。
據(jù)記者了解，2009年中國多晶硅的產量約為2萬噸，而伴隨光伏產品的升級換代，市場占有率的不斷攀升，面對約4萬噸的龐大需求，我國光伏業(yè)所需的多晶硅一半以上依靠進口。曾有專家預測，2010年，這一情況還將得到延續(xù)，或將達到3.5萬噸的多晶硅產量仍只能滿足需求的一半。就目前而言，正確理解政策導向、勇于承擔社會責任、通過科技水平改善生產工藝是選擇進入多晶硅產業(yè)前的必修課。
