多晶矽難以替代 環保問題為難光伏產業
發布時間:2010-06-11 來源:電子元件技術網
機遇與挑戰:
“不十分嚴謹的說,在未來的50年裏,還沒有什麼其它材料能夠替代多晶矽而成為電子和光伏產業的主要原材料”,一名清華大學新能源領域研究員向《證券日報》記者強調這個說法並不科學,卻又是不得不承認的現實。
資(zi)料(liao)顯(xian)示(shi),多(duo)晶(jing)矽(gui)在(zai)高(gao)溫(wen)熔(rong)融(rong)狀(zhuang)態(tai)下(xia),具(ju)有(you)較(jiao)大(da)的(de)化(hua)學(xue)活(huo)潑(po)性(xing),能(neng)與(yu)幾(ji)乎(hu)任(ren)何(he)材(cai)料(liao)作(zuo)用(yong),具(ju)有(you)半(ban)導(dao)體(ti)性(xing)質(zhi),是(shi)極(ji)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)優(you)良(liang)半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)。電(dian)子(zi)工(gong)業(ye)中(zhong)廣(guang)泛(fan)用(yong)於(yu)製(zhi)造(zao)半(ban)導(dao)體(ti)收(shou)音(yin)機(ji)、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,多晶矽是生產單晶矽的直接原料,是當代人工智能、自動控製、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,太陽能發電(光伏)與風電、核(he)電(dian)等(deng)同(tong)為(wei)被(bei)世(shi)界(jie)公(gong)認(ren)的(de)未(wei)來(lai)新(xin)型(xing)能(neng)源(yuan)趨(qu)向(xiang),在(zai)這(zhe)一(yi)背(bei)景(jing)下(xia),太(tai)陽(yang)能(neng)正(zheng)逐(zhu)漸(jian)被(bei)市(shi)場(chang)接(jie)受(shou)。而(er)單(dan)晶(jing)矽(gui)和(he)多(duo)晶(jing)矽(gui)正(zheng)是(shi)生(sheng)產(chan)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)不(bu)可(ke)或(huo)缺(que)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)材(cai)料(liao)。有(you)最(zui)新(xin)統(tong)計(ji)數(shu)據(ju)顯(xian)示(shi),單(dan)晶(jing)矽(gui)與(yu)多(duo)晶(jing)矽(gui)在(zai)光(guang)伏(fu)產(chan)業(ye)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)率(lv)高(gao)達(da)90%以上。
由此,可以推論,上文中那句在業內看來還不夠嚴謹的描述,向人們“不夠科學”地揭示了“多晶矽”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。
難以取代的矽晶電池
“太陽能發電是一種公平的、無汙染的、絕佳的傳統能源替代品。隻是局限於科技水平的現狀,特別是儲能(電池)技術的現狀,造成其發電成本過高(超過上網電價),jiazhishangyoutaiyangnengdianchibanzhuyaoyuancailiaoduojingguideshengchanjiagongguochengcunzaiwuranhuanjingdewenti,caishitaiyangnengdefazhanshoudaoyixiezuli。zhanzaikexuedejiaodu,wobingburenweizhexienenggouzhiyuehuoyinggaizhiyuetaiyangnengjishudefazhan,gengbugaiyinqizhongyigehuanjiedewuranwentinanyijiejue,erchedifoudingfazhantaiyangnengdeyiyi。shishishang,tamendoujiangtongguokejishuipingdebuduantisheng,beizhuyigongke,guanyuxinxingyuancailiaodeyanfa、產業化都在飛速的發展中。”該研究員向記者表示。
據記者了解,從目前國際太陽電池的發展過程中看,其趨勢大致為單晶矽、多晶矽、帶狀矽、薄膜材料(包括微晶矽基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。而最後的“薄膜材料”(薄膜電池)正是業內對以單晶矽和多晶矽為主原料的太陽能電池的更新換代。一些薄膜電池中已經徹底放棄了對多晶矽的應用,從而解決了“環保技術不環保”,光伏上遊多晶矽生產過程中存在的汙染問題。
“taiyangnengchanyehuaguochengzhongzuidadezulijiushinanyitigaotaiyangdianchideguangdianzhuanhuanxiaolv,yongshichangyuyanmiaoshujiushinanyijiangdiqishengchanchengben。suiranyibufenbomodianchijishudequegaibianleduiduojingguideyilaiyijichuantongguijingdianchicunzaidedianchizhutiyiposui、攜帶不便、抗震能力差等缺點,但卻無法超越傳統矽晶電池的轉化率,反而有所降低。”一位不願具名的科技部人士向《證券日報》記者表示。
多晶矽的汙染問題
資料顯示,目前中國多晶矽生產的主流工藝是改良西門子法。據記者了解,這種西門子法其原理就是在1100℃左右的高純矽芯上用高純氫還原高純三氯氫矽,生成多晶矽沉積在矽芯上;而改良西門子工藝是在傳統西門子工藝的基礎上,同時具備節能、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矽。
但即便如此,這種改良後的生產工藝仍然會產生大量四氯氫矽,而四氯氫矽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gai良liang後hou的de生sheng產chan工gong藝yi講jiang究jiu閉bi路lu循xun環huan,可ke有you效xiao降jiang低di還hai原yuan爐lu消xiao耗hao的de電dian能neng,對dui還hai原yuan尾wei氣qi進jin行xing回hui收shou,最zui大da限xian度du的de利li用yong多duo晶jing矽gui生sheng產chan中zhong的de各ge種zhong物wu料liao,排pai出chu的de廢fei料liao極ji少shao,相xiang對dui傳chuan統tong方fang法fa而er言yan對dui環huan境jing汙wu染ran起qi到dao極ji大da的de改gai善shan作zuo用yong。雖sui然ran這zhe種zhong工gong藝yi有you待dai進jin一yi步bu提ti高gao,也ye的de確que沒mei能neng徹che底di杜du絕jue汙wu染ran現xian象xiang。但dan我wo堅jian持chi認ren為wei,更geng多duo汙wu染ran環huan境jing的de現xian象xiang與yu企qi業ye的de投tou機ji取qu巧qiao、不負責任或管理不嚴、市場準入標準過低有直接關係。”
多晶矽的產能過剩
2009年9月26日,國務院批轉發改委等部門《關於抑製部分行業產能過剩和重複建設引導產業健康發展的若幹意見》,文中明確指出多晶矽產能已明顯過剩。隨後,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,“商務部征求行業組織意見,打算將光伏行業同鋼鐵、有色、建材、化工等一並列入‘兩高’名單。”
對此,發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造的價值,比如,一公斤的多晶矽的價格可以賣到60到70美mei元yuan,而er一yi噸dun水shui泥ni才cai能neng賣mai這zhe個ge價jia,但dan它ta卻que要yao消xiao耗hao兩liang百bai度du電dian。我wo們men在zai製zhi定ding政zheng策ce時shi候hou一yi定ding要yao考kao慮lv到dao整zheng個ge大da環huan境jing,如ru果guo急ji急ji忙mang忙mang的de出chu台tai政zheng策ce,卻que不bu考kao慮lv政zheng策ce帶dai來lai的de影ying響xiang,這zhe將jiang產chan生sheng很hen多duo消xiao極ji的de效xiao果guo。”
lingwai,qinghuadaxueyanjiuyuanhaibiaoshi,shangwubuxianzhiduojingguichukoushishuyinggai,danxianzaiduojingguideshengchanwuranshigeminganhuati,yourenshuoleduojingguishengchanwuranqingkuangruheyanzhong,shehuiyulunjiumashanggenzhechaozuo,shidezhegewentibeizhubufangda。jiuwogerenheshenbiandeyixiereneryan,duoshukeyanrenyuanduitaiyangnengfazhanshichidalizhichidetaidu。worenweiguanlicengdezhengcezhidingyizaiezhiduojingguishengchandishuipingdezhongfujianshe,yijijiaqianggejizhengfuduiguangfushangyouwuranwentideguanlishenzhahezhongshitaidu,jinjinyigehuanjiedewentibugaiqianchezhenggeguangfuchanye,erguangfubenshendequexuyaoyigebaorong、科學的看待和發展環境。
據記者了解,2009年中國多晶矽的產量約為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,麵對約4萬噸的龐大需求,我國光伏業所需的多晶矽一半以上依靠進口。曾有專家預測,2010年,這一情況還將得到延續,或將達到3.5萬噸的多晶矽產量仍隻能滿足需求的一半。就目前而言,正確理解政策導向、勇於承擔社會責任、通過科技水平改善生產工藝是選擇進入多晶矽產業前的必修課。
- 矽晶電池難以取代
- 多晶矽汙染
- 多晶矽產能過剩
- 單晶矽與多晶矽在光伏產業中的應用率高達90%以上
“不十分嚴謹的說,在未來的50年裏,還沒有什麼其它材料能夠替代多晶矽而成為電子和光伏產業的主要原材料”,一名清華大學新能源領域研究員向《證券日報》記者強調這個說法並不科學,卻又是不得不承認的現實。
資(zi)料(liao)顯(xian)示(shi),多(duo)晶(jing)矽(gui)在(zai)高(gao)溫(wen)熔(rong)融(rong)狀(zhuang)態(tai)下(xia),具(ju)有(you)較(jiao)大(da)的(de)化(hua)學(xue)活(huo)潑(po)性(xing),能(neng)與(yu)幾(ji)乎(hu)任(ren)何(he)材(cai)料(liao)作(zuo)用(yong),具(ju)有(you)半(ban)導(dao)體(ti)性(xing)質(zhi),是(shi)極(ji)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)優(you)良(liang)半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)。電(dian)子(zi)工(gong)業(ye)中(zhong)廣(guang)泛(fan)用(yong)於(yu)製(zhi)造(zao)半(ban)導(dao)體(ti)收(shou)音(yin)機(ji)、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,多晶矽是生產單晶矽的直接原料,是當代人工智能、自動控製、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,太陽能發電(光伏)與風電、核(he)電(dian)等(deng)同(tong)為(wei)被(bei)世(shi)界(jie)公(gong)認(ren)的(de)未(wei)來(lai)新(xin)型(xing)能(neng)源(yuan)趨(qu)向(xiang),在(zai)這(zhe)一(yi)背(bei)景(jing)下(xia),太(tai)陽(yang)能(neng)正(zheng)逐(zhu)漸(jian)被(bei)市(shi)場(chang)接(jie)受(shou)。而(er)單(dan)晶(jing)矽(gui)和(he)多(duo)晶(jing)矽(gui)正(zheng)是(shi)生(sheng)產(chan)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)不(bu)可(ke)或(huo)缺(que)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)材(cai)料(liao)。有(you)最(zui)新(xin)統(tong)計(ji)數(shu)據(ju)顯(xian)示(shi),單(dan)晶(jing)矽(gui)與(yu)多(duo)晶(jing)矽(gui)在(zai)光(guang)伏(fu)產(chan)業(ye)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)率(lv)高(gao)達(da)90%以上。
由此,可以推論,上文中那句在業內看來還不夠嚴謹的描述,向人們“不夠科學”地揭示了“多晶矽”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。
難以取代的矽晶電池
“太陽能發電是一種公平的、無汙染的、絕佳的傳統能源替代品。隻是局限於科技水平的現狀,特別是儲能(電池)技術的現狀,造成其發電成本過高(超過上網電價),jiazhishangyoutaiyangnengdianchibanzhuyaoyuancailiaoduojingguideshengchanjiagongguochengcunzaiwuranhuanjingdewenti,caishitaiyangnengdefazhanshoudaoyixiezuli。zhanzaikexuedejiaodu,wobingburenweizhexienenggouzhiyuehuoyinggaizhiyuetaiyangnengjishudefazhan,gengbugaiyinqizhongyigehuanjiedewuranwentinanyijiejue,erchedifoudingfazhantaiyangnengdeyiyi。shishishang,tamendoujiangtongguokejishuipingdebuduantisheng,beizhuyigongke,guanyuxinxingyuancailiaodeyanfa、產業化都在飛速的發展中。”該研究員向記者表示。
據記者了解,從目前國際太陽電池的發展過程中看,其趨勢大致為單晶矽、多晶矽、帶狀矽、薄膜材料(包括微晶矽基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。而最後的“薄膜材料”(薄膜電池)正是業內對以單晶矽和多晶矽為主原料的太陽能電池的更新換代。一些薄膜電池中已經徹底放棄了對多晶矽的應用,從而解決了“環保技術不環保”,光伏上遊多晶矽生產過程中存在的汙染問題。
“taiyangnengchanyehuaguochengzhongzuidadezulijiushinanyitigaotaiyangdianchideguangdianzhuanhuanxiaolv,yongshichangyuyanmiaoshujiushinanyijiangdiqishengchanchengben。suiranyibufenbomodianchijishudequegaibianleduiduojingguideyilaiyijichuantongguijingdianchicunzaidedianchizhutiyiposui、攜帶不便、抗震能力差等缺點,但卻無法超越傳統矽晶電池的轉化率,反而有所降低。”一位不願具名的科技部人士向《證券日報》記者表示。
多晶矽的汙染問題
資料顯示,目前中國多晶矽生產的主流工藝是改良西門子法。據記者了解,這種西門子法其原理就是在1100℃左右的高純矽芯上用高純氫還原高純三氯氫矽,生成多晶矽沉積在矽芯上;而改良西門子工藝是在傳統西門子工藝的基礎上,同時具備節能、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矽。
但即便如此,這種改良後的生產工藝仍然會產生大量四氯氫矽,而四氯氫矽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gai良liang後hou的de生sheng產chan工gong藝yi講jiang究jiu閉bi路lu循xun環huan,可ke有you效xiao降jiang低di還hai原yuan爐lu消xiao耗hao的de電dian能neng,對dui還hai原yuan尾wei氣qi進jin行xing回hui收shou,最zui大da限xian度du的de利li用yong多duo晶jing矽gui生sheng產chan中zhong的de各ge種zhong物wu料liao,排pai出chu的de廢fei料liao極ji少shao,相xiang對dui傳chuan統tong方fang法fa而er言yan對dui環huan境jing汙wu染ran起qi到dao極ji大da的de改gai善shan作zuo用yong。雖sui然ran這zhe種zhong工gong藝yi有you待dai進jin一yi步bu提ti高gao,也ye的de確que沒mei能neng徹che底di杜du絕jue汙wu染ran現xian象xiang。但dan我wo堅jian持chi認ren為wei,更geng多duo汙wu染ran環huan境jing的de現xian象xiang與yu企qi業ye的de投tou機ji取qu巧qiao、不負責任或管理不嚴、市場準入標準過低有直接關係。”
多晶矽的產能過剩
2009年9月26日,國務院批轉發改委等部門《關於抑製部分行業產能過剩和重複建設引導產業健康發展的若幹意見》,文中明確指出多晶矽產能已明顯過剩。隨後,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,“商務部征求行業組織意見,打算將光伏行業同鋼鐵、有色、建材、化工等一並列入‘兩高’名單。”
對此,發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造的價值,比如,一公斤的多晶矽的價格可以賣到60到70美mei元yuan,而er一yi噸dun水shui泥ni才cai能neng賣mai這zhe個ge價jia,但dan它ta卻que要yao消xiao耗hao兩liang百bai度du電dian。我wo們men在zai製zhi定ding政zheng策ce時shi候hou一yi定ding要yao考kao慮lv到dao整zheng個ge大da環huan境jing,如ru果guo急ji急ji忙mang忙mang的de出chu台tai政zheng策ce,卻que不bu考kao慮lv政zheng策ce帶dai來lai的de影ying響xiang,這zhe將jiang產chan生sheng很hen多duo消xiao極ji的de效xiao果guo。”
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據記者了解,2009年中國多晶矽的產量約為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,麵對約4萬噸的龐大需求,我國光伏業所需的多晶矽一半以上依靠進口。曾有專家預測,2010年,這一情況還將得到延續,或將達到3.5萬噸的多晶矽產量仍隻能滿足需求的一半。就目前而言,正確理解政策導向、勇於承擔社會責任、通過科技水平改善生產工藝是選擇進入多晶矽產業前的必修課。
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