光伏市场火爆,石英砂企业该怎么跟进?

发布时间:2017-04-10

微粉网讯:2017年中央一号文件明确提出,实施农村新能源行动,推进光伏发电,逐步扩大农村电力、燃气和清洁型煤供给。这让业界对未来光伏行业发展有了更好的展望和期盼。晶科能源CEO陈康平等业内人士预计,中国光伏发电潜在市场应用规模将超万亿元。


发展光伏产业,对于调整能源结构、缓解环境保护压力、实现经济社会的健康可持续发展具有十分重要的意义。据中国光伏行业协会介绍,在全球光伏产业市场中,中国占比约28%,硅片、电池片、组件产量连续多年位居世界前列。


作为光伏产业重要原材料的单晶守得云开见月明,最近火得不要不要的,单晶坩埚也是水涨床高,跟着喝了不少汤。但是单晶坩埚的原料石英砂却是掣肘单晶坩埚发展的一个障碍,目前国内单晶坩埚的原料需要从美国Unimin和挪威一家企业进口,这不禁让人大跌眼镜。当初铸锭用坩埚和脱模剂氮化硅粉也是需要进口,后来在中材等国内坩埚厂家的努力下,氮化硅在烟台同立进攻下,都逐渐实现了国产化,目前国内协鑫、赛维、天合等铸锭龙头企业,用的都是同立的氮化硅粉,为什么单晶坩埚原料石英砂这么久了还不能很好的实现国产化呢?


一、单晶硅对石英坩埚的要求 


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。

由于单晶坩埚要求高,原材料需要从美国Unimin和挪威进口,因此单晶坩埚目前价格也不便宜。24英寸单晶石英坩埚,价格在2000左右,装料量在210公斤左右,可以应用在95炉和95炉以上的炉型中;26英寸单晶石英坩埚,价格在3000左右,装料量在240公斤左右,应用在120炉及以上炉型中。


二、石英坩埚对石英砂的质量要求 


石英坩埚的几何尺寸和外观是生产工艺确定的,而纯度是由原料确定的。石英坩埚用原料要求纯度高、一致性好,粒度分布均匀。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。我国对石英原料纯度一般是以Al等十三个有害元素来衡量的,要求它们的总和要小于20ppm。生产高质量石英坩埚,不但工艺技术要先进,而且原料纯度要高,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公司的高纯石英砂,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,不出口自然资源高纯石英砂了,中国的半导体行业和单晶太阳能电池又该何去何从?


三、关于高纯石英砂国产化的建议


有一种高纯石英砂,叫别人家的高纯石英砂。面对国外高纯石英砂巨头的垄断,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纯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,我国单晶坩埚用高纯石英砂国产化就一定会实现。

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