多晶硅生产过程

多晶硅生产过程（精选8篇）

1.多晶硅生产过程 篇一

摘要：研究了不同供料与功率比值对多晶硅还原电耗和一次转化率的影响，对指导实际生产具有重要意义。

关键词：多晶硅；还原；供料与功率比值

进入21世纪以来，随着太阳能光伏发电技术的快速发展和广泛应用，多晶硅产业以惊人的速度迅猛发展和壮大。面对当前世界性传统能源日益枯竭和气候变暖的严峻形势，太阳能作为可再生洁净能源受到了各国的高度重视，许多国家都已将太阳能发电的原材料高纯多晶硅列为战略性材料。当前，在国内外市场的双重压力下，多晶硅价格一路降低，加上国内多晶硅生产成本远高于国际先进水平，使得国内各多晶硅企业面临极大的生存压力，因此如何降低生产成本已成为各企业的首要任务。本文主要围绕改良西门子法生产多晶硅的还原工序，对还原炉供料和硅棒功率等参数进行研究，为还原炉运行优化提供参考依据。

1多晶硅还原工序简介

多晶硅还原工序是生产多晶硅成品的环节，其核心设备是气相沉积反应器，也就是通常所说的还原炉，它的控制水平直接关系到多晶硅的产量、成本和质量。还原工序生产过程如下：一定摩尔比的氢气和三氯氢硅混合气在一定压力下通入到还原炉内，在直径8~15mm、长2.2~2.8m的导电硅芯上进行气相沉积反应生成多晶硅，硅棒表面温度控制在1050~1100℃，经过一定时间后长成规定直径的硅棒，反应同时生成四氯化硅、二氯二氢硅及氯化氢等副产物。

2研究方法

本文结合生产实际，在其他因素不变的情况下，将混合气流量与硅棒功率的比值作为研究对象，选取不同供料与功率比值的炉次进行对比，并对运行结果进行分析和总结。

3结果及讨论

3.1不同比值对电耗的影响

通过将还原炉供料与硅棒功率进行关联，得出了两者不同比值时的还原电耗情况，如图1所示。从上述趋势线可以看出，在还原炉供料与功率比值从0.5提至0.9的过程中，还原电耗变化呈抛物线趋势，即先快速下降，达到最低点后又逐步上升，这说明不同的进料比值对还原电耗的影响较大，当比值较小时，还原炉的进料量小，硅棒生长速度较慢导致电耗偏高；而比值较大时，还原炉的进料量增大，硅棒生长速度虽然加快，但同时混合气所带走热量也相应增加，同样也使得还原炉的电耗增加，因此，只有选择合适的供料与功率比值才能保证还原炉的电耗处于最佳水平。

3.2不同比值对一次转化率的影响

同样按照上述方法得出了不同供料与功率比值时还原炉的一次转化率情况。从上述曲线可以看出，在还原炉供料与功率比值从0.5提至0.9的过程中，一次转化率一直呈下降趋势，这是因为比值较小时，还原炉内供料较少，可供反应的物料相对不多，通入到还原炉内物料能够有效的参与反应，因此一次转化率较高；而当比值较大时，还原炉内供料较多，通入到还原炉内的物料有相当一部分还未参与反应就已被带出去，因此一次转化率较低。从上述数据分析可以看出，多晶硅还原电耗和一次转化率这两个指标在实际生产中存在一定矛盾，因此不同的企业需根据自身特点选取合适的供料与功率比值，已保证生产能够达到最佳的平衡点。

4结语

在实际的多晶硅还原生产过程中，根据自身还原炉的特点，研究并选取合适的供料与功率比值，对优化还原炉生产，降低还原电耗，提高一次转化率具有重要的指导意义。

参考文献：

[1]苗军舰等.西门子法生产多晶硅的热力学[J].无机化学学报,2007,(5):796.

2.多晶硅生产过程 篇二

我国多晶硅工业起步于20世纪50年代中期,生产厂家多达20余家,由于生产技术难度大,生产规模小,工艺技术落后,环境污染严重,耗能大,成本高,绝大部分企业因亏损而相继停产和转产,到1996年仅剩4家。自2006年下半年开始,源于太阳能行业的高利润驱动,多晶硅项目大量建设,截至2009年3月,国内多晶硅已建、在建或拟建项目已多达50余家。

多晶硅生产工艺主要有改良西门子法、硅烷法、流态化床法、冶金法等。硅烷热分解法制备多晶硅是以甲硅烷作为介质的硅材料超提纯技术,是多晶硅重要的生产方法之一。美国联合碳化物(UCC)公司研发了新硅烷法,生产成本大大降低,并于1985年投入生产。美国有三家公司应用硅烷热分解法生产多晶硅,国内也已经出现年产3 000 t规模的硅烷法生产企业。由于硅烷法生产过程实现了物料闭环生产,基本实现零排放,符合国家新能源产业政策,同时材料的利用率高,多晶硅的纯度高,具有广阔的发展前景。笔者对硅烷法制多晶硅生产工艺火灾危险性进行分析,提出防火安全措施。

1 硅烷法制多晶硅工艺

硅烷法生产多晶硅的工艺大致分为6个工序:(1)氢化铝钠制备工序;(2)四氟化硅制备工序;(3)硅烷制备工序;(4)硅烷提纯工序;(5)氟化铝钠回收工序;(6)硅材料制备工序。工艺流程图见图1所示。

2 硅烷法制多晶硅主要化学品的火灾危险性

硅烷热分解法工艺的关键设备有西门子反应器、薄膜干燥器、管状反应炉、硅烷反应器、氢气压缩机、硅烷压缩机等。属于危险化学品的有氢气、硅烷、铝粉、钠、甲苯、三乙基铝、氢化铝钠、硫酸、庚烷等。生产过程中涉及到的主要化学危险品,见表1所示。

硅烷是整个工序中最重要的化学品,也是用于制造高纯度多晶硅无法取代的重要特种气体。硅烷的高危险性在于它与氧反应的极强活性。只有对硅烷燃烧特性充分了解,具备正确的设备设计、安装和维护,严格的操作规程,才能实现硅烷的安全使用。

2.1 生产装置发生火灾及爆炸的因素

(1)危险化学品溶液输送管道、阀门、罐体由于制造及材料缺陷可能造成物料泄漏、反应失控、压力容器超压,易引发爆炸及火灾事故。

(2)危险品通过管道输送过程中,若静电接地装置不能有效发挥作用,静电放电易引起火灾及爆炸事故。

(3)检修作业时对储罐、生产设备、管道内存有的易燃物质清除不彻底易引发火灾、爆炸事故。

(4)储罐防雷装置不合格或失效,易发生雷击引发火灾、爆炸事故。

2.2 储存及运输过程中的火灾爆炸危险性

(1)硅烷储存条件是-68～70 ℃,制冷介质使用庚烷。在储存过程中若制冷介质或物料输送管道破裂、储罐由于超压、制造缺陷发生泄漏,泄漏的物质与空气混合达到爆炸极限,遇明火易引发爆炸。

(2)库房内存储的铝粉在分包时易发生泄漏,在使用时由罐车运至加料点,通过管道输送。如储罐或管道由于超压、制造缺陷发生泄漏,铝粉与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高温会发生爆炸事故。

(3)金属钠在使用前需加热以保证其处于熔化状态,易在卸料管路、接头处发生泄漏,遇潮湿空气、水、氧化剂会发生火灾。

3 防火安全技术措施

3.1 确保厂区总平消防安全要求

在满足工艺流程和防火、防爆等安全标准的前提下,紧凑、合理地布置生产设备和设施;按照功能划分区域布置,根据生产区各类建筑的生产性质及要求,合理划分生产区、储存区、办公生活区等区域。各种设备、装置在总平布置时要按照风向、耐火等级、防火间距和火灾扑救的要求,在满足生产工艺的前提下尽最大的可能降低火灾风险。将火灾危险大的区域集中布置,为工厂安全生产创造有利条件;运输装卸设施靠厂区边缘布置,以缩短运输车辆在厂区内的运行距离;生活区和生产设施区独立设置,并分别设人流和车流出入口,避免人流与物流交叉,保证交通、生产安全。

3.2 硅烷储存及使用的安全措施

存储硅烷的钢瓶应存储在通风良好的建筑物内,钢瓶应直立存放且瓶身应固定,防止倾倒。将容器存储在没有火灾危险性的区域,远离热源和火源,并应远离人员频繁出入处和紧急出口。存储区内所有电器必须设有防爆设施。存储温度不能高于52 ℃。空瓶与满瓶分开存放,避免过量存储。定期对满瓶进行检漏,防止钢瓶发生泄漏。钢瓶在使用之前要固定,连接钢瓶之前要对整个系统进行吹扫,吹扫气要控制氧含量。硅烷适用场所要有通风设备,定期进行通风,防止爆炸性气体聚集。

3.3 确保电气设备安全可靠

根据工艺设计并且结合工艺的特点,按照国家标准GB 50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》划分爆炸危险区域。根据危险区域的分区、电气设备和仪表的种类及防爆要求对电气设备和控制仪表进行选择。对输送可燃气体和可燃液体的设备及管道均应限制流速,采取防静电措施,静电接地电阻应小于100 Ω。划分为爆炸危险环境的建(构)筑物内的设备、管道、钢屋架、电缆桥架、电缆金属外皮等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物,须采取就近和共用接地网相连的防雷电感应措施。对洁净度有要求的建筑物还应按照GB 50073-2001《洁净厂房设计防火规范》在疏散内走道设置机械排烟系统。

3.4 采用火灾自动报警系统及可燃气体泄漏报警系统

设置火灾集中报警系统,手动报警按钮布置在生产装置区的各层主要出入口及罐区的四周,区域火灾报警盘及探测器设置在控制室内。消防广播系统用于控制室、维修车间等未设置广播对讲系统的场所的人员疏散。广播对讲系统在发生火灾时强制切换至紧急广播状态,与消防广播系统一起构成完整的应急广播体系。火灾报警系统还需与空调机、通风机等联动控制,以便发生火灾时能自动切断空调、通风机电源。

对于具有火灾爆炸危险介质的设备,应在安全控制上采取有效的措施。如:对于火灾危险性较大的氢化铝钠反应器、硅烷反应器、多晶硅反应器等设置工艺报警、自动停车等联锁装置以及氮气保护系统,设置进料比例自动调节装置和高温报警装置;利用仪器控制有爆炸或火灾危险的气体和粉尘浓度。在生产设备中设置可燃气体和有毒气体检测仪。

3.5 正确选用灭火剂

针对不同的危险化工原料选择灭火剂(见表2),如对甲硅烷可采用的灭火剂为水、泡沫、干粉、二氧化碳等;三乙基铝、氢化铝钠可采用干粉、干砂作为灭火剂,禁止用水或泡沫灭火。可在储罐及工艺装置区设置干粉灭火系统。配备防毒面具、空气呼吸器、堵漏工具、手套等器具。生产区可设置稳高压消防给水系统,该系统的特点是在准工作状态和灭火时,对火灾初期及发展阶段都能够完全满足水压和流量要求,灭火成功率高。

3.6 设置事故池防止危险品进入市政污水管网

在生产装置区,雨水、污水排放采用分流原则。围堰内初期污染雨水及工艺废水进入本区内污水缓冲池,泵送初期雨水收集池,再泵送至废水处理单元,经处理达标后排入市政污水管网;事故时,废水及消防水进入该区内污水缓冲池,泵送事故池,再泵送废水处理单元,经处理达标后排入市政污水管网。各区围堰内收集井均设置水封,使围堰与系统管道隔开,废水系统的检查井均设水封,防止火灾时火焰沿沟蔓延。非含油污水井、生活污水井及其他阀门井等应设于防爆区外。生产装置的排气为密闭排放,经过处理后送地面燃烧器,既满足了环保要求,也减少了火灾的可能性。根据危险物料的性质配置了必要的便携式及推车式灭火器,以便及时、有效地扑救现场发生的可燃物料泄漏引起的初期火灾。高架储罐设有水喷雾系统,并有消防炮和消火栓保护。敷设环状消防供水管网。

3.7 确保消防安全有效可靠

贯彻“预防为主,防消结合”的方针,保障生命和财产的安全,确保生产装置的安全、可靠运行,防止和降低火灾带来的危害,积极采用可靠有效的防火先进技术。除设计必备的消防设施外,充分依托现有的消防力量,进行消防联防,不仅节约投资,又提高了消防的可靠性。某大型IC公司的调查研究报告指出,该公司分析的36次硅烷事故原因,都是由人为的操作错误而不是设备故障引起。因此,除进一步完善设备的设计外,操作训练的严格、安全管理规范的建立、消防管理制度的完备、各个重点工序应急预案的制定是更为重要的。

参考文献

[1]沃银花,王勇,姚奎鸿.硅烷的危险特性及安全操作[J].中国安全科学学报,2004,14(12):60-64.

[2]黄钊,吴志坚.多晶硅生产工艺的消防安全分析[J].消防科学与技术,2008,27(9):694-696.

[3]刘晅亚,秘义行,田亮.石油化工园区消防安全规划现状及应对策略研究[J].消防科学与技术,2010,29(5):383-387.

3.多晶硅生产过程 篇三

关键词：多晶硅太阳电池；去损伤层；制绒

0 引言

随着化石燃料的大量使用，我们的环境污染越来越严重，雾霾及持续的高温已严重影响到人们的生活。对清洁及可再生能源的需求已越来越急迫，光伏发电就是一个很好的替代能源。然而，由于太阳电池组件的成本偏高，在我国还没能普及使用。关于降低光伏发电成本的研究，已深入到太阳能电池生产及应用的方方面面。晶体硅太阳电池的生产过程中用到大量的化学品，若能对这些化学品的用量进行合理控制，减少浪费，同样能起到降低成本同时减少环境污染的目的。

1 硅片清洗制绒工艺介绍

1.1 当前典型的晶体硅太阳电池生产工艺包括：一次清洗→扩散→周边刻蚀、二次清洗→PECVD→金属化→测试分选。

1.2 一次清洗是第一个工序，可分解成三个过程，分别是硅片的清洗、去除机械损伤层和制备绒面。

1.3 一次清洗的主要化学反应：

1.3.1 在一般的水溶液中，硅表面因生成了不溶性的氧化物而呈惰性；而在强碱溶液和HF溶液中，硅的氧化物是可溶的。

在强碱溶液中化学反应如下：

SiO2+2OH-=2SiO32-+H2O

Si +2OH-+H2O=SiO32-+2H2

在HF溶液中化学反应如下：

SiO2+4HF→SiF4↑+2H2O

常温下，晶体硅在纯HF中的腐蚀速度很小，但在纯HF中加HNO3后腐蚀速度会大大增加。硅片酸洗去损伤层并制绒时用的酸就是HNO3和HF的混合酸。它们的化学反应过程可表述为：

Si+4HNO3+6HF=H2SiF6+4NO2+4H2O

1.3.2 化学反应的各向异性、各向同性及绒面制备原理：

根据反应的动力学模型，反应速率由表面晶格结构决定。单晶硅不同晶面的晶格结构的差异产生了不同的表面键密度、电子密度和表面自由能等差异，这些参数又决定着硅原子的溶解速率。

碱对硅片表面的腐蚀，由于（111）面的腐蚀速率最慢，最终的腐蚀面都将趋于（111）面。对（100）面的硅片腐蚀，由于对称性腐蚀得到的所有（111）面都与底面，即（100）面呈54.7°的角，腐蚀形貌为正四棱锥型。

用高浓度的硝酸和氢氟酸混合液，在低温下腐蚀较短时间，即可去除机械损伤层，由于酸腐蚀在各晶面上具有相同的腐蚀速率，在多晶晶界、晶格缺陷处腐蚀速度快，以此为圆心向外腐蚀，于是就制作出了多孔形貌的绒面结构（如图1，电子显微镜照片），用氢氧化钾去腐蚀表面的多孔结构，让其呈现蚕豆坑形貌（如图2）。

图1 图2

2 实际应用

2.1 本文所述的内容是在一台进口的一次清洗设备上展开的，有设备供应商提供的工艺及配方，多晶硅片一次清洗工艺步骤包括：上料→混合酸去损伤层并制绒→漂洗→碱洗→漂洗→去金属离子、去氧化层→漂洗、喷淋→吹干→下料。

4.国家标准节水型企业多晶硅行业 篇四

（预审稿）编制说明

一、工作简况

1、立项目的及意义

硅产业作为有色金属工业重要的产业，其产品工业硅、有机硅和多晶硅，近年来一直受到国内外相关行业的关注。特别是多晶硅作为光伏发电以及电子半导体芯片产业的重要材料，其下游应用领域已经渗透到国防、军工、航天、通讯、新能源等各行各业中，其重要低位可不忽视。

多年以来，无论是工业硅、有机硅还是多晶硅，在美国、欧洲等市场都是作为战略性小金属。上世纪90年代，中国成功生产工业硅，并开始少量出口，欧美市场马上进行反击，对我国实施了25年以上的反倾销制裁。新世纪之后，我国有机硅行业突破技术封锁，实现产业化生产，欧美企业马上进行倾销打压其产业发展。同样在多晶硅方面，2008年之后，我国多晶硅生产逐步实现规模化生产，但是在海外企业倾销的背景下，2012年底多晶硅全行业停产。虽然在国家扩大光伏应用以及反倾销的政策支持下，多晶硅行业快速成长，但是来自海外的恶意倾销依旧延续。目前，我国硅产业发展取得的成绩来之不易，应将其定位至国家战略层次。

2016年底，多晶硅有效产能约21万吨/年 , 2017年上半年，多晶硅有效产能约24.3万吨/年, 其中江苏中能7.4万吨，新特能源3.6万吨，石河子大全2万吨，洛阳中硅1.8万吨，乐山永祥1.8万吨，青海亚硅1.5万吨，江西赛维1万吨，内蒙盾安0.8万吨，宜昌南玻0.8万吨，神舟硅业0.5万吨等，预计2017年底中国多晶硅产能已超过28万吨/年，多晶硅企业数量18家，2018年产能将进一步扩张，有东方希望、保利协鑫、北京利尔等多个多晶硅企业落户新疆，随着产能的逐渐增加，对资源的需求量也逐渐加大，对人类生存环境的不利影响也日益凸显，清洁生产、节能减排任务艰巨。为落实《中华人民共和国清洁生产促进法》等相关政策要求，实现国家节水目标，规范和指导企业的生产经营，制定该行业的节水型企业国家标准非常迫切。

2、任务来源

根据国家标准委《关于下达2017年第二批国家标准修订计划的通知》，全国节水标准化技术委员会（全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会）归口，由新特能源股份有限公司负责修订《节水型企业 多晶硅行业》，计划编号20171757-T-469，计划完成时间为2019年。

3、编制单位简况

新特能源股份有限公司，成立于2008年，主要推崇绿色制造、循环经济发展模式，在致力太阳能光伏产业链建设的基础上，从循环经济的减量化、再利用和循环使用原则出发，采用全闭环的多晶硅生产工艺。建立纳米材料分公司、新能建材有限公司，利用多晶硅生产中副产物四氯化硅生产气相二氧化硅，利用发电过程产生的煤渣、粉煤灰等生产加气块，变废为宝。被评为国家“优秀循环经济企业”。生产、研发、销售高纯多晶硅、多晶硅/单晶硅硅片、高纯四氯化硅、气相二氧化硅等产品，并提供硅产业技术服务，主导产品为多晶硅，目前，多晶硅生产规模达到15000吨/年，居世界前八位，中国前三位。

新特能源股份有限公司坚持机制创新、体制创新、科技创新、管理创新、文化创新的创新求变理念，2012年经新特能源股份有限公司高层领导研究决定在新特能源股份有限公司质检中心的基础上组建了新疆新特新能材料检测中心有限公司，本公司于2013年和2014年两年间相继取得CMA和CNAS资质，本公司实验室有效建筑面积6540m2，其中十万级恒温空间占地6340 m2，千级高洁净间占地756 m2；实验室仪器配置涵盖了气相、液相色谱，光谱、质谱等常规及高尖端分析检测仪器,超洁净的环境、高尖端的设备为无机痕量级分析奠定了基础，这些设备为后续的多晶硅实验检测提供了良好的硬件设施及条件。

4、主要工作过程

接到标准制定任务后，新特能源股份有限公司在全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会的组织下，成立了标准编制组。标准编制组充分调研了多晶硅行业各生产单位的取水量、水资源消耗及水循环利用率等技术水平，2017年2月制定了《节水型企业 多晶硅行业》的国家标准草案，并发行业内各专家广泛征求意见。并于2017年6月形成了讨论稿。

2017年10月26日，由全国半导体材料标准化分技术委员会组织，在广东省东莞市召开《节水型企业 多晶硅行业》（国家标准）任务落实工作会议，共有洛阳中硅高科技有限公司、有研半导体材料有限公司、江苏中能、神舟硅业、亚洲硅业、黄河水电、内蒙古盾安等10个单位20位专家参加了本次会议。与会专家对标准资料从标准技术内容和文本质量等方面进行了充分的讨论。专家对本标准制定提出了几点意见：

1.与会专家指出针对本标准的技术要求考核指标只从两个方法进行考虑，一个是三氯氢硅法，一个是硅烷法。

2.在考核指标的制定上应该考虑两个方面：一个所定指标不能和《国家光伏行业生产

规范》中针对企业准入要求水循环利用率的指标相互冲突；二是考虑企业节水相关的3个问题，第一：企业所处地理位置，南北方的因为气候有所差别水蒸发量也会不同；第二：工艺冷却设备的使用；第三：工艺方法的不同。

3.在会议之后由半导体标委会统一发出调查问卷，所有多晶硅生产企业均需根据自身生产实际情况进行指标的填写，完成后统一加盖公章提交之标委会。再由标委会统一将企业名称用ABC字母替代后反馈至起草单位。

根据与会专家意见，《节水型企业 多晶硅行业》标准编制组，会后3个月内应修改完成征求意见稿及编制说明，发相关的企事业单位广泛征求意见，包括对各企业多晶硅产能、平均最高温度、平均最低温度、单位新鲜水单耗、废水回收率、蒸汽冷凝液回收率、脱盐水制取系数、超纯水制取系统、水重复利用率、用水综合损失率、单位排水单耗等技术参数，根据调研结果进行了标准技术内容修订，根据征求意见情况填写意见汇总处理表，并于2018年9月修改完成预审稿及编制说明。

二、本标准编制的原则和主要内容 1.标准编制原则

1.1.本标准的编写格式按国家标准GB/T1.1-2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》的统一规定和要求进行编写的。

1.2.本标准在编制过程中，结合目前国内多晶硅企业的实际水耗及水资源综合利用等参数要求，并综合考虑了行业的实际需求与未来一段时间内的技术发展要求。2.本标准的主要内容及确定依据

目前国内的多晶硅工艺都采用改良西门子法，改良西门子法生产工艺的优点是成本低、节能降耗、生产出的多晶硅产品质量高、综合利用技术较高，而且最主要的是整个生产环节对环境无污染，这在市场中具有很大的竞争优势。

以上为改良西门子法生产工艺流程，用水环节主要是生产用循环水、脱盐水、超纯水、废气残液淋洗用水等，其中大部分水回用至系统。改良西门子法取用水的方式：主要用于废气残液系统新鲜水喷淋和稀释碱液使用，同时用新鲜水制备多晶硅生产过程中需要的脱盐水及超纯水。

本标准制定的主要工作就是对多晶硅行业所有生产和在建企业进行数据调研，结合各单位实际情况进行参数确定，贯彻科学发展观，促进节水型社会建设。结合各公司目前生产现状，体现标准的科学性、先进性、合理性及经济适用性。具体调研数据如下：

水系统数据调研统计表调研数据（以2017年数据）序号1234567891011项目名称多晶硅平均最高温度平均最低温度单位新鲜水单耗废水回收率蒸汽冷凝液回收率脱盐水制取系数超纯水制取系统水重复利用率用水综合损失率单位排水单耗单位1吨℃℃t/t%%————%%t/t20199.7742.2-36.8137.11————————————51.928100.9542-5181.0813.26%57%2.2——99.18%7%66.663507621.9-13.121639%90%0.75——5.45%1%26.7543000041.5-3711525%76.71%1.651.7499.15%7%305——————115————————————356650016.43.820020%90%608370%7%507827734.3-11105.0640%81%2.12——99.40%6.69%55.28***.850%100%1.6——97%2%48.339235230-2025426%70%1.10.3564%2%——12339.5931.91-14.89165.6730%81%1.891.7498.68%6.92%45.48——————150.0030%90%两级反渗透：2.0一级反渗透+EDI:1.65两级反渗透：2.2一级反渗透+EDI:1.8099.00%7.00%45.00平均值建议值备注调研企业1提供数据单位新鲜水单耗和单位排水单耗采纳其提供数据。调研企业2提供单位新鲜水单耗、废水回用率、蒸汽冷凝液回收率、脱盐水制取系数、水重复利用率、用水综合损失率、单位排水单耗采纳以上数据。调研企业3提供单位新鲜水单耗、废水回用率、蒸汽冷凝液回收率、单位排水单耗采纳以上数据。脱盐水制取系数、水重复利用率、用水综合损失率三个数据不采纳，其中脱盐水制取系数0.75，与脱盐水制取系数计算公式不符而不采纳；水重复利用率数据异常而不采纳；用水综合损失率1%，数据异常，低于系统损失量而不采纳。调研企业4提供单位新鲜水单耗、废水回用率、蒸汽冷凝液回收率、脱盐水制取系数、超纯水制取系数、水重复利用率、用水综合损失率、单位排水单耗采纳以上数据。调研企业5提供数据单位新鲜水单耗和单位排水单耗采纳其提供数据。调研企业6提供单位新鲜水单耗、废水回用率、蒸汽冷凝液回收率、用水综合损失率、单位排水单耗采纳以上数据。脱盐水制取系数、超纯水制取系数、水重复利用率三个数据不采纳，其中脱盐水制取系数60，与脱盐水制取系数计算公式不符而不采纳；超纯水制取系数83，与超纯水制取系数计算公式不符而不采纳；水重复利用率数据异常而不采纳。调研企业7提供单位新鲜水单耗、废水回用率、蒸汽冷凝液回收率、脱盐水制取系数、超纯水制取系数、水重复利用率、用水综合损失率、单位排水单耗采纳以上数据。调研企业8提供单位新鲜水单耗、废水回用率、蒸汽冷凝液回收率、脱盐水制取系数、超纯水制取系数、水重复利用率、单位排水单耗采纳以上数据。用水综合损失率为2%，数据异常，低于系统损失量而不采纳。4

三、标准水平分析

本标准为多晶硅各生产企业水消耗做出了限定，是响应国家环保能源节约的发展要求。本标准总体水平为国内先进水平。

四、与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性

本标准属于硅单晶的分析方法标准，没有现行的法律、法规、规章制度等对其要求，本领域没有强制性标准，本标准与现行法律、法规和相关标准相协调、无冲突。

五、专利及涉及知识产权

本文件起草过程中没有检索到专利和知识产权问题，如果涉及到专利和知识产权时请使用单位与专利和知识产权方协商，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

六、分歧意见的处理经过

编制组根据起草前确定的编制原则进行了标准起草，标准起草小组前期进行了充分的准备和调研，并做了大量调查论证、信息分析和实验工作，在标准在主要技术内容上，行业内取得了较为一致的意见，标准起草过程中未发生重大分歧意见。

七、标准作为强制性或推荐性国家（或行业）标准的建议

本标准为多晶硅企业用水限定标准，适用于多晶硅生产企业建议为推荐性标准。

八、废止现行有关标准的建议 无

九、推广应用的预期效果

本标准的发布和实施能有效的规范我国硅材料生产中用水量，促使多晶硅生产企业优化工艺，节约用水，提高水资源的循环利用率，能推动多晶硅行业的技术进步，具有良好的经济和社会效益。

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5.多晶硅生产过程 篇五

摘要：阐述了介绍了定向凝固应用于硅材料的理论基础，论述了近年来定向凝固制备技术在杂质提纯和晶体生长的研究进展，提出了定向凝固制备铸造多晶硅研究现状和存在的问题。展望今后的发展前景，认为新型的定向凝固技术制备出的硅锭在杂质含量、晶体结构方面均优于传统凝固技术，应积极改善定向凝固技术，以制备高品质的太阳能硅材料。

关键词 定向凝固；铸造多晶硅；杂质和缺陷；转化效率

晶体硅太阳能电池包括单晶电池和多晶电池2种，多晶电池的市场份额占到一半以上，商业化的多晶电池效率可以达到14%左右[1]。实验条件下，多晶电池的最高转化效率达到20.30左右，多晶电池的效率虽然略低于单晶电池1%～2%，但多晶电池制造成本低、环境污染小，仍有很高的性价比和市场[2]。近年来，由于技术改良、电池效率提高及生产成本下降等有利因素，因而大大促进了多晶电池应用技术的发展，也使业内专家学者给予了多晶电池制备技术更多研究和关注[3]。影响多晶电池转换效率主要有2个方面：一是多晶硅铸锭的纯度，即使材料中含有少量的杂质，对电池的光电性能就有很大的影响[4]；二是尽量减少材料中各种缺陷，多晶硅铸锭中的晶界、位错与杂质聚集成载流子复合中心，大大的降低了多晶电池效率。由以上表述可知，要提高多晶电池的效率，必须围绕提高材料纯度和降低材料缺陷的技术进行研究，而定向凝固技术正是制备硅晶体材料的典型应用。定向凝固技术开始只用于传统的高温合金研制，经过几十年的发展，它已经是一种成熟的材料制备技术[5]。定向凝固技术在多晶硅铸造主要是控制晶体生长和杂质提纯2方面的应用。定向凝固技术可以很好地控制组织的晶面取向，消除横向晶界，获得大晶粒或单晶组织，提高材料的力学性能[6]。同时，定向凝固可生成按照一定晶面取向、排列整齐的晶体结构,由于分凝系数的不同，杂质凝聚于晶界和铸锭上方，对材料起到提纯作用。

1.基本原理

多晶硅铸锭实际上就是由定向排列的柱状晶体组合形成，形成的理论基础就是定向凝固原理。定向凝固技术就是在凝固过程中控制凝固体和熔体中的温度场，使其温度梯度形成特定方向，从而使得熔体沿着与热流相反的方向凝固，获得具有特定取向柱状晶的技术，如图1所示[7]

图1 定向凝固生长

在这一过程中，熔体中的杂质因在固液两相中的溶解度不同，而发生分凝现象，分凝系数小于1的杂质聚集到铸锭最后凝固的区域，凝固结束之后，利用机械切除法切掉该区域，达到提纯目的。硅中主要杂质及其平衡分凝系数如表1所示[8]。

表1 各种杂质元素在熔硅中的分凝系数

从表1可以看出，很多金属杂质在硅中的平衡分凝系数远远小于1，所以在理论上可以推出，定向凝固提纯太阳能级多晶硅的可行的。定向凝固技术有2个重要的工艺参数：凝固过程中固液界面前沿液相中的温度梯度GL和固液界面向前推进的速度，即晶体生长速率R，GL/R是控制晶体生长形态的重要判据[9]。定向凝固技术在去除金属杂质的应用

冶金法制备多晶硅就是定向凝固技术在去除金属杂质方面的典型应用，而定向凝固技术也是冶金法提纯硅材料的关键工艺。关于定向凝固技术制备多晶硅技术，专家学者做了大量研究工作，尤其，近几年国内高校昆明理工大学、大连理工大学、太原理工大学等在定向凝固技术制备多晶硅方面做了大量实验，得出很多有用结论[10]。Morita等人提出，冶金级硅中金属杂质经过2次定向凝固提纯，完全可以达到太阳能级多晶硅要求[11]。Rannveig Kvande等通过慢冷和快冷快速定向凝固对比实验，测量出碳的含量在2个试块中的含量分布基本一样，慢冷的氧含量比快冷高[12]。Pires等利用电子束熔炼法，获得了5N的太阳能级多晶硅，得出了硅锭下部和边缘杂质的含量较低，上部和中间杂质含量较高的结论[13]。Chandra P Khattak等利用真空氧化和定向凝固2步工艺提纯工业硅，结果表明，大部分的金属杂质含量还是很高，虽然部分金属杂质去除效果理想，但还是达不到太阳能级多晶硅的要求[14]。昆明理工大学的戴永年教授等人利用定向凝固技术去除工业硅中的杂质铝，结果表明，定向凝固法除铝的去除率可达 98.6%，这说明定向凝固法去除铝是可行的，但不能去除晶界处富集的铝杂质[15]。吴亚萍等对真空感应熔炼和定向凝固研究，结果表明定向凝固技术可以去除工业硅中平衡系数小于1的金属杂质，但对不同杂质去除的程度不同[16]。Liu 等通过研究铁随时间和温度变化的分布情况，得出多晶硅铸锭中的碳浓度以及碳化硅沉淀相的分布[17]。定向凝固技术在晶体生长的应用

定向凝固技术制备多晶硅铸锭工艺步骤中，主要包括装料、加热升温、硅料熔化、晶体生长、退火及冷却几个工序，晶体生长是多晶硅铸锭工艺中重要环节，直接影响多晶硅铸锭品质及产出率。Fujiwara等人对晶体硅定向凝固过程中的生长过程观察，研究发现，可以通过控制凝固阶段早期枝晶生长方式，在坩锅底部形成具有一定晶体学位相关系的大尺寸晶粒，生长至铸锭顶部，得到满足太阳能级多晶硅铸锭[18-19]。Fujiwara 等人在试验基础上提出了平行双孪晶面结构的硅枝晶小平面生长的新模型[20]。进一步研究发现，定向凝固初始阶段坩埚底部硅枝晶的生长对晶体结构存在影响，硅熔体在较高过冷度条件下凝固会形成大量孪晶结构[21-22]。C W Lan等人利用点冷却法控制硅晶体生长，结果发现，通过这种方法制得的多晶硅铸锭晶粒尺寸、少数载流子寿命及光电效率均优于传统方法[23]。KojiAiafune 等人，提出了连续驰豫过冷（SRS）制备太阳能级多晶硅铸锭的方法，该方法制备的多晶硅铸锭有小晶粒少，腐蚀坑和碳含量低，平均少子寿命高等优点，测试结果也优于传统定向凝固制备技术[24]。Daeil Kim等人将试块放入坩埚中，进行快速定向凝固，控制晶体生长速度，结果表明，多晶硅铸锭产生了大量的如晶界和孪晶等缺陷，而滑移错位产生的很少[25]。刘秋娣等对多晶硅硅锭不出现细晶的临界生长速度进行了计算，认为在综合考虑生产成本及硅锭生长速率的前提下，控制固-液界面移动速率，易于得到组织结构理想的多晶硅锭[26]。结束语

总体来看，国外对定向凝固提纯方法研究的较为深入，已经通过实验方法制备出合格或者品质较高的太阳能级多晶电池。而国内对定向凝固提纯方法的研究仅局限于一种或几种杂质的提纯、单一因素对实验结果的影响程度、杂质在铸造多晶硅的含量分布，或者仅局限于提供了一些分散的实验数据，所以现有技术离规模生产多晶电池的路还很长。要从根本上解决电池的转化效率，需要更加深入进行研究，包括杂质影响电池性能的理论研究、设备方法的改进。文献表明，新型的定向凝固技术制备出的硅锭在杂质含量、晶体结构方面均优于传统凝固技术，所以积极改善定向凝固技术，对制备高品质的太阳能硅材料有重要的意义。已查阅文献表明，国内研究较多集中在高等院校，关于企业报道的研究成果还凤毛麟角，今后，应加强高校与企业间的合作，依靠企业的资金实力和高校的科研实力，使科研成果更多更快转化。定向凝固技术不论在冶金法中提纯硅材料的应用，还是制备多晶电池的应用，均比化学方法提纯硅晶体材料、直拉法制备单晶硅耗能低、污染小。由于原材料一直是整个光伏产业链的瓶颈，化学方法制备多晶硅的技术受到国外牵制，这也是我们不断开发物理方法制备多晶硅材料的形势所迫，在未来几年，定向凝固制备多晶硅技术一定会得到广泛应用和发展。

参考文献

6.太阳能行业知识：单晶硅介绍 篇六

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单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。

单晶硅圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。直径越大的圆片，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体生长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材，外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在Φ3~8英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。目前晶体直径可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于集成电路领域。

单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料和光伏行业中最基础性材料，属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域。

硅片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。

日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。中国硅材料工业与日本同时起步，但总体而言，生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为2.5、3、4、5英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。目前，全世界单晶硅的产能为1万吨/年，年消耗量约为6000吨～7000吨。未来几年中，世界单晶硅材料发展将呈现以下发展趋势：

1，单晶硅产品向300mm过渡，大直径化趋势明显：

随着半导体材料技术的发展，对硅片的规格和质量也提出更高的要求，适合微细加工的大直径硅片在市场中的需求比例将日益加大。目前，硅片主流产品是200mm，逐渐向300mm过渡，研制水平达到400mm～450mm。据统计，200mm硅片的全球用量占60%左右，150mm占20%左右，其余占20%左右。Gartner发布的对硅片需求的5年预测表明，全球300mm硅片将从2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。日、美、韩等国家都已经在 1999年开始逐步扩大300mm硅片产量。据不完全统计，全球目前已建、在建和计划建的300mm硅器件生产线约有40余条，主要分布在美国和我国台湾等，仅我国台湾就有20多条生产线，其次是日、韩、新及欧洲。

世界半导体设备及材料协会（SEMI）的调查显示，2004年和2005年，在所有的硅片生产设备中，投资在300mm生产线上的比例将分别为 55%和62%，投资额也分别达到130.3亿美元和184.1亿美元，发展十分迅猛。而在1996年时，这一比重还仅仅是零。

2、硅材料工业发展日趋国际化，集团化，生产高度集中：

研发及建厂成本的日渐增高，加上现有行销与品牌的优势，使得硅材料产业形成“大者恒大”的局面，少数集约化的大型集团公司垄断材料市场。上世纪 90年代末，日本、德国和韩国（主要是日、德两国）资本控制的8大硅片公司的销量占世界硅片销量的90%以上。根据SEMI提供的2002年世界硅材料生产商的市场份额显示，Shinetsu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu等5家公司占市场总额的比重达到89%，垄断地位已经形成。

3、硅基材料成为硅材料工业发展的重要方向：

随着光电子和通信产业的发展，硅基材料成为硅材料工业发展的重要方向。硅基材料是在常规硅材料上制作的，是常规硅材料的发展和延续，其器件工艺与硅工艺相容。主要的硅基材料包括SOI（绝缘体上硅）、GeSi和应力硅。目前SOI技术已开始在世界上被广泛使用，SOI材料约占整个半导体材料市场的30%左右，预计到2010年将占到50%左右的市场。Soitec公司（世界最大的SOI生产商）的2000年～2010年SOI市场预测以及 2005年各尺寸SOI硅片比重预测了产业的发展前景。

4、硅片制造技术进一步升级：半导体,芯片,集成电路,设计,版图,芯片,制造,工艺目前世界普遍采用先进的切、磨、抛和洁净封装工艺，使制片技术取得明显进展。在日本，Φ200mm硅片已有50%采用线切割机进行切片，不但能提高硅片质量，而且可使切割损失减少10%。日本大型半导体厂家已经向300mm硅片转型，并向0.13μm以下的微细化发展。另外，最新尖端技术的导入，SOI等高功能晶片的试制开发也进入批量生产阶段。对此，硅片生产厂家也增加了对300mm硅片的设备投资，针对设计规则的进一步微细化，还开发了高平坦度硅片和无缺陷硅片等，并对设备进行了改进。

硅是地壳中赋存最高的固态元素，其含量为地壳的四分之一，但在自然界不存在单体硅，多呈氧化物或硅酸盐状态。硅的原子价主要为4价，其次为2 价；在常温下它的化学性质稳定，不溶于单一的强酸，易溶于碱；在高温下化学性质活泼，能与许多元素化合。硅材料资源丰富，又是无毒的单质半导体材料，较易制作大直径无位错低微缺陷单晶。晶体力学性能优越，易于实现产业化，仍将成为半导体的主体材料。

7.多晶硅生产技术发展方向分析 篇七

关键词：多晶硅,生产技术,发展方向

当前, 我们国家80%的多晶硅生产中都应用了改良西门子技术, 并且随着科技发展水平的提升, 为了进一步满足社会发展的需要, 对于这方面的生产技术措施还应该进一步的改善, 本文对相关方面的内容进行了分析与阐述, 进而为有关单位及工作人员在工作中提供一定的借鉴作用。

1 多晶硅生产三种技术方法

(1) 改良西门子法在西门子法工艺的基础上, 通过增加还原尾气干法回收系统、四氯化硅氢化工艺, 实现了闭路循环, 于是形成了改良西门子法――闭环式三氯氢硅氢还原法。该法包括五个主要环节:三氯氢硅合成、三氯氢硅精馏提纯、三氯氢硅的氢还原、尾气的回收和四氯化硅的氢化分离。

(2) 硅烷流化床法流化床法是美国联合碳化合物公司早年研发的多晶硅制备工艺技术。该方法以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料, 在高温高压流化床内 (沸腾床) 生成三氯氢硅, 将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅, 继而生成硅烷气。制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应, 生成粒状多晶硅产品。因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大, 所以该方法生产效率高、电耗低、成本低。但该方法对工艺和设备的安全性要求很高, 对关键设备的材料也有较高要求, 否则会严重影响产品纯度, 该方法比较适合大规模生产廉价太阳能级多晶硅。

(3) 气液沉积技术最初的时候, 由日本开发和掌握着气液沉积法, 在管式反应器中, 在1500℃的高温作用下将液体硅从气体中直接生成出来, 因为其有着较高的反应温度, 和现有的改良西门子法进行比较, 有着较快的沉积速率。

主要流程是通过硅藻土, 通过氯气和二氧化硅反应, 将四氯化硅生产出来, 在分离提取了四氯化硅之后, 有多晶硅液滴在气液沉积反应器中被生成出来。工业硅不再是该流程的起始原料, 其原料为二氧化硅, 以流程的角度入手, 将二氧化硅冶炼为工业硅粉这一步能够有效的省去, 这样就能够大大的缩减整个多晶硅工艺流程, 四氯化硅的提纯效果会更加的优越, 有着极高的纯度在其中。这样不但能够将多晶硅的生产成本有效的降低下来, 还能够将更高纯度的多晶硅生产出来, 因此, 在未来的生产中, 进一步的开发和整合此项技术是非常必要的, 其关键是气液沉积技术和四氯化硅技术的研发。

以上三种多晶硅制备方法中, 改良西门子法和硅烷法制备多晶硅占市场总量的99%, 汽液沉积法等其他工艺方法仅占市场的1%, 未形成规模化生产, 绝大部分处于试验状态。

2 改良西门子法与硅烷流化床法比较

(1) 工艺技术方案比较改良西门子法生产块状多晶硅具有以下优势:由于改良西门子法采用多对棒、大直径还原炉, 可有效降低还原炉消耗的电能;改良西门子法对还原尾气进行了有效的回收, 降低物耗;由于改良西门子法是一个闭路循环系统, 多晶硅生产中的各种物料得到充分的利用, 排出的废料极少, 相对传统西门子法而言, 污染得到了控制, 保护了环境。

硅烷流化床法生产的粒状多晶硅具有以下优势:生产速度快、效率高、成本低;生产过程节能, 耗电量小;可连续、无间断生产;闭路循环生产、三废排放少;产品方案可根据市场情况调整, 其中间产品三氯氢硅和硅烷可作为产品外售。

(2) 产品在下游光伏产线的应用在多晶硅下游晶体生长工序, 若全部使用块状硅可以保障晶体的质量, 为后续电池片的转化效率提供很好的基础, 但由于装料量少、二次加料不方便等存在潜在风险因素, 对生产效率、产能和成本有较大影响。

若全部使用粒状硅, 虽然在装料时间方面可以提高生产效率, 但是由于粒状硅相比块状硅体积小、质量轻在拉晶的抽真空环节导致粒状料飞溅, 可能造成生产不安全和工艺不稳定性。目前市场上粒状多晶硅纯度较低、杂质含量高, 全部使用粒状硅则产品质量无法保证。

因此在光伏下游拉晶装料工序中, 为了尽可能提高投料量、提高生产效率、降低生产成本, 会在块状棒料中掺入粒状多晶硅来弥补块状硅料之间的缝隙, 装料达到最大化, 能够极大节约成本。通过坩埚装载测试表明与100%全部使用西门子大块料相比, 使用50%的西门子大块和50%的粒状多晶硅混合料, 可以将初始坩埚装料重量增加29.3%, 同时将装载时间缩减41%, 效益显著。

3 结语

综上所述, 随着我国工业发展水平的提升, 对于多晶硅材料的需求量也在不断增多, 但是因其生产工艺的复杂性, 单纯的依据传统的技术方式是很难完成生产工作的, 因此文章通过对改良西门子法、硅烷流化床技术和气液沉积技术三种重要的技术方式进行了分析与论断, 改良西门子法和硅烷流化床法制备的多晶硅在工艺技术上并驾齐驱、各有千秋, 在下游光伏产线使用上相互依存, 所以在短时间内这两种多晶硅制备工艺不可替代, 将共同发展。

参考文献

[1]顾小云, 王正凯, 祝洪良等.硅化镁法生产硅烷的副产物六氨氯化镁[J].浙江理工大学学报, 2009, (08) .

[2]黄国强, 石秋玲, 王红星.多晶硅生产中三氯氢硅精馏节能工艺[J].化工进展, 2011, (04) .

8.多晶硅面临行业洗牌 篇八

多晶硅虽然是清洁能源太阳光伏产业的重要原材料，但行业发展却始终伴随着环境、能耗方面的争议。近几年，多晶硅价格高企，利润丰厚，导致大大小小的企业一哄而上。有些企业只要经济效益，对资源消耗和环境污染不太关注，造成多晶硅行业受人诟病的“高能耗”、“高污染”形象。

3月1日，工信部正式发布了《多晶硅行业准入条件》，并宣布即日起实施。政策“靴子”终于落地，多晶硅行业面临洗牌。

准入门槛高企

中国光伏产业联盟副秘书长、中国电子信息产业发展研究院光伏产业研究所副所长高宏玲表示，多晶硅生产本身并不是高污染行业，但是在生产过程中如果没有做好循环生产及副产品的综合利用，就极有可能造成环境污染。

根据工信部公告，有关部门在对多晶硅建设项目核准、备案管理、土地审批、环境影响评价、信贷融资、生产许可、产品质量认证等工作中，都要以准入条件为依据。这是自2009年9月国务院发布第38号文《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》之后。政府部门对多晶硅行业再次出台相关意见。

为了引导多晶硅行业健康有序发展，此次《多晶硅行业准入条件》在能耗、环保及生产投入方面提高了门槛。

在能耗方面，根据准入条件规定，到2011年底前，太阳能级多晶硅还原电耗必须小于60千瓦时／千克，综合电耗大于200千瓦时／千克的太阳能级多晶硅生产线则将被淘汰。行业人士表示，“多晶硅价格自去年以来就未出现涨停，目前的现货报价已达到114美元／公斤，而中小企业的生产成本才50美元／公斤。在一些低电价区域，不少中小多晶硅企业凭借低廉的电价及零成本的尾气排放获取高额利润。”准入条件的出台，将对高耗能企业提出挑战。

在环保方面，准入条件规定，还原尾气中四氯化硅、氯化氢、氢气回收利用率不低于98.5％、99％、99％：水资源实现综合回收利用，水循环利用率不得少于95％。此外还对新建多晶硅项目的区域进行了规定。按照“准入标准”，目前我国80％以上的多晶硅企业都达不到环保要求。

在资金方面，准入条件规定，新建和改扩建项目投资中最低资本金比例不得低于30％；太阳能级多晶硅项目每期规模大于3000吨／年，半导体级多晶硅项目规模大于1000吨／年等。一位投行分析人士认为，“国家把多晶硅产能的最低下限定为3000吨／年，目的是想要通过规模优势创效益。同时，也有助于防止有些公司盲目扩张产能，也阻止了投机资金的进入。”

业内人士普遍认为，如果《准入条件》中相关标准得到严格执行，那么，国内多晶硅行业必然面临一次洗牌，很多实力相对较弱的生产企业将会被挤出这个市场。短期来看，随着这些中小企业撤离多晶硅“战场”，国内多晶硅产能的增速有可能会受到影响，价格也会因此上涨。但是长期来看，《准入条件》符合国家产业结构调整的总方针，对于行业整合和保障市场良性发展有着至关重要的作用。

随着光伏行业的迅速发展，未来的多晶硅产业一定会在全球范围内出现残酷的竞争，中国企业所面对的是国际巨头。无论是环保、节能还是产能规模，其最终影响的还是多晶硅的生产成本。只有实现了低污染、低能耗和大规模量产，企业才有可能具备与国际巨头竞争的能力。

行业变局在即

由于光伏市场需求旺盛，国内多晶硅产业近年愈加火暴。但是行业问题也接踵而至，核心生产技术被人掌控，加上盲目入市导致规模膨胀，使得国内多晶硅行业无序竞争。

这一行业乱象曾引起国家有关部门的高度关注，在2009年下发的第38号文《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》中，多晶硅作为“产能过剩”行业被点名。中投证券统计资料显示，当时情况是，截至2009年上半年，四川、河南、江苏、云南等20多个省已有近50家公司正在建设、扩建和筹建多晶硅生产线，总建设规模逾17万吨，总投资超过1000亿元。倘若这些产能全部实现，相当于全球多晶硅年需求量的2倍以上。

“3s号文”的颁布对多晶硅行业是一记“重拳”，但没有完全“根治”重复建设、盲目上马等顽疾。目前，国内多晶硅厂商中80％都是小企业，产能普遍在几百吨规模左右，这些企业在规模上、能耗上大多达不到要求。对于新的准入条件，一位曾参与“准入条件”讨论的企业高管此前表示，“按照这一标准，目前国内40多家多晶硅企业中，仅有四分之一达到了这个水平。标准出台后，半数多晶硅企业将出局。”

业内人士认为，《准入条件》的出台对一些主流企业来说是一个好的信息，它的目的就是把多晶硅未来的扩产集中在现有几个具有一定技术优势和规模优势的企业里面，可以限制更多小规模、低科技含量的企业进入这个领域。中投顾问能源首席分析师姜谦认为，多晶硅行业将出现巨变，弱者出局，强者地位更加巩固，未来国内将出现七八家大型多晶硅企业。

一些大的生产企业似乎已经嗅到了行业整合的味道。据了解，受现货价格上涨，国内最大的多晶硅和硅片供应商保利协鑫已经宣布，计划投资177亿港币，今明两年内在现有2.1万吨多晶硅产能的基础上扩充至6.5万吨，产能增幅高达200％。保利协鑫2012年的规划产能如顺利建成，将成为全球最大多晶硅生产企业。而另一光伏巨头江西塞维则传出旗下多晶硅业务下半年赴港上市的消息。

“越往后，竞争肯定越激烈，到那时，比的就是规模和竞争力。”国金证券某新能源研究员对记者表示。

多晶硅遭遇“被过剩”

作为太阳能光伏电池的主要原材料，多晶硅行业的发展前景与光伏应用息息相关。就全球范围而论，太阳能电池市场的兴衰起落，直接决定了其上游环节——多晶硅产业的命运。

自国际金融危机后，由于欧洲各国取消了太阳能发电补贴政策，使光伏产业发展受到一定程度的影响，市场充斥多晶硅产能严重过剩之声。但行业人士却认为，单纯说多晶硅产能过剩是比较片面的说法，证据在于：第一，大部分多晶硅项目的规划产能不等于实际产量；第二，中国每年还需要进口大量的多晶硅。

尽管截至2009年“38号文”下发时，中国有17万吨的规划产能，但自2009年年底以来，国家批准的项目很少，大部分规划项目并未获批，离形成产能尚有很大距离：而从企业层面来讲，依靠产能规划，可以从地方政府上获得实在的利益，但基于国际市场上多晶硅价格大幅下滑，实际产量可能大打折扣。

此外，尽管中国是国际上多晶硅产能最大的国家，但由于国内光伏产业发展太快，几乎占到全球的80％，

作为原料的多晶硅供不应求，每年进口的多晶硅仍占很大比例。中国可再生能源学会副理事长光伏专委会主任赵玉文指出，“中国的多晶硅从始至终未出现过剩的情况。我们一直在进口，还有40％的材料缺口，在今后五年之内，多晶硅仍然满足不了需求。”

《准入标准》的出台使行业准入门槛提高，由于有八成的多晶硅生产企业为中小企业，在规模上很难达到准入条件，将会使目前的多晶硅原料短缺现象更加严重。根据中国多晶硅技术创新联盟统计的结果，2010年中国多晶硅年产量达到45000吨，只能满足50％的国内市场需求。

而从今年下半年开始，我国国内的多晶硅产能将急剧释放，保利协鑫旗下江苏中能产量将直逼2.1万吨、而江西赛维将由目前的1.1万吨提高到1.8万吨，加上其他一些项目的产量，将大大超过去年全年4万多吨的产量。而由于国内成本较高以及下游企业提前增加多晶硅库存的问题，国内多晶硅企业存在被动过剩的可能。

“尽管目前市场仍表现紧缺，但随着中下游市场产能过剩以及终端需求减弱，不少涉足多晶硅上市公司也恐难获得理想回报。如果供需矛盾并不是很突出，大多数上游公司将获得较高收益。究竟会出现什么样的局面、仍要依市场而定。”一位光伏研究专业人士认为，产能释放需与终端需求同步，一旦出现错位，必然将面临较大风险。

价格上涨预期加强

多晶硅原料缺货越来越严重，再加上原料价格持续上涨，产业供应链相关业者争夺料源，预计2011年上半都很难解决原料紧缺问题。从现在的趋势来看，后期多晶硅价上行的力度可能会超过预期。

海关数据显示，今年1月份国内多晶硅需求仍维持高位，进口量约5521吨，同比增长74.8％。多晶硅市场价格再创新高，目前现货价格已达114美元／公斤。这是继2010年9月以来、多晶硅行情的二度大幅上涨。

自去年欧洲各国相继出台光伏补贴削减政策后，市场一度对2011年光伏市场需求产生担忧。但实际情况是，在德国等国家出台光伏补贴削减政策后，光伏需求并未出现大幅下降，光伏补贴下调的负面影响低于市场预期。随着前不久德国光伏补贴削减政策出台，各方也开始重新为今年光伏安装热潮的到来做准备，这为多晶硅涨价预备了底气。

“考虑到德国光伏补贴政策调整已落地，在2011年其他国家下调光伏补贴价格前，二季度将有望迎来新一轮的抢装潮。同时，意大利光伏系统投资回报率继续维持高位，该国光伏市场需求将继续保持旺盛。此外，美国、日本以及其他市场也有望稳定增长。因此，我们认为，在德国和意大利市场的带动下，未来光伏市场需求很可能加速回暖。”光伏太阳能网一位分析师说。

“多晶硅价格的上涨一方面是市场需求影响，另一方面，从供给面看，《多晶硅行业准入条件》大幅提高了多晶硅行业的进入门槛，预计未来多晶硅产能增速可能低于预期，产能的增加将长期滞后于市场需求的增长。”一位行业分析师预计，“多晶硅价维持高位将成趋势。”