而近期根据硅烷流化床法技能的颗粒硅大规模量产,再次引发了商场热议。有媒体将其称为“黑科技”,以为颗粒硅技能或许颠覆现在多晶硅领域的出产供应格局。
在此氛围下,由来已久的多晶硅两大出产技能道路交锋再掀波澜。
那么,硅烷流化床法出产的颗粒硅究竟是不是“黑科技”?能否真实替代改进西门子法出产的多晶硅产品呢?
颗粒硅出产技能呈现已超越60年
现在全球多晶硅出产的两大技能分别是根据西门子法的改进技能和硅烷流化床法出产的颗粒硅技能。而根据硅烷流化床法出产颗粒硅的技能并不是近两年才发明创造出来的新技能。
早在上世纪五六十年代,出产多晶硅的两大技能道路西门子法和硅烷流化床法就已相继问世。
流化床法技能最早的雏形呈现在1952年,美国联合碳化合物(UCC)公司提出将硅烷裂解沉淀在固定床上的硅颗表面的技能。9年之后的1961年,美国化工巨头杜邦公司申请了运用三氯氢硅为质料在流化床内出产颗粒硅的专利,这也标志着用流化床法出产颗粒硅技能正式面世。
由此能够看出,出产颗粒硅的技能已呈现超越60年。
上世纪70年代,美国联合碳化合物公司、德州仪器公司等又开端对流化床出产工艺进行升级研讨。尤其是美国Ethyl公司(现为Sunedison)于1984年建厂出产电子级颗粒硅,但因为纯度、本钱等问题,颗粒硅产能并未能进一步放大。
直至步入21世纪,跟着光伏多晶硅商场需求的迅速增大,硅料出产企业对流化床法的重视又开端兴起。
但到现在,世界首要硅料出产企业仍首要选用工业化出产更为安全和安稳的改进西门子法,流化床法在多晶硅出产领域仍仅仅作为改进西门子法之外的补充技能存在。据CPIA数据,现在全球干流的多晶硅出产办法仍是改进西门子法,国内外95%以上的多晶硅是选用改进西门子法出产的,根据硅烷流化床法出产的多晶硅占比还不到5%。
颗粒硅实际本钱优势并不明显
关于流化床法技能出产的颗粒硅,亚洲硅业的看法具有商场代表性。
2021年,亚洲硅业在其揭露披露的招股书中表示:改进西门子法除了归纳电耗比流化床法高,在产品质量、商场规模以及技能老练度上,相比流化床法更有优势。
从硅烷流化床法的出产技能上,咱们能够更清楚地了解其好坏。
硅烷流化床法出产颗粒硅技能的首要原理是将硅烷用氢气作为载体,像气流相同从流化床反响器底部注入,然后上升到中间加热区反响。
因为有底部进料时分的气流源源不断的进入,能够让反响器内的籽晶欢腾起来,处于悬浮状况。注入的硅烷等质料和氢气在加热区发生反响,然后跟着反响的进行,硅逐渐沉积在悬浮状况的硅籽晶上。籽晶颗粒不断地生长,长大到满足分量的时分,硅颗粒沉降到反响器的底部,排出的便是颗粒硅。
这种多晶硅出产方式的首要优点被解读为能耗更低,降低了本钱。
在现在改进西门子法出产多晶硅过程中,除原材料外,电力是占比最高的本钱项。据CPIA数据,动力耗费在多晶硅出产本钱中合计占比32%,其间电力占总本钱的份额为30%。而硅烷流化床法的归纳电耗为改进西门子法的33.33%,复原电耗为改进西门子法的10%,硅烷流化床法看似具有明显的能耗优势。
但业内人士以为,颗粒硅除了老生常谈的电耗和水耗,能耗的归纳考虑还需要加上蒸汽耗费。不同于改进西门子法的副产蒸汽用于发电,蒸汽单耗基本上已经下降到0。而流化床法出产过程中还会运用到蒸汽、天然气等,归纳能耗计算下来,改进西门子法和流化床法两种技能的能耗距离并不大。
此外,跟着技能进步和动力的归纳利用,改进西门子法出产多晶硅的电耗水平仍在持续下降。据CPIA数据,2021年多晶硅出产的均匀归纳电耗同比下降5.3%至63kWh/kg-Si,均匀复原电耗同比下降6.1%至46kWh/kg-Si,未来有望进一步下降。
归纳而言,硅烷流化床法的能耗优势在未来或将越来越小。
颗粒硅出产纯度及安全性有待提升
制约流化床法曩昔几十年成为多晶硅干流技能更重要的原因,还在于产品质量、纯度及出产安全等方面的因素。
首要从质量角度看,颗粒硅制品纯度并不高,质量水平至今没有得到商场的普遍认可。
从多晶硅历史演变看,在西门子法和流化床法面世后的初期,其时多晶硅商场需求首要是为半导体行业出产电子级多晶硅。流化床法就因为纯度达不到,尽管见证了半导体和光伏的光辉年月,但却长时间毫无参与感可言。至今,下流硅片企业对颗粒硅依然只选择掺杂运用。
首要,因为硅烷流化床法颗粒硅在出产过程中,势必会不断碰撞反响器内壁,然后遭到金属材料的污染,添加颗粒硅中的含碳量,影响颗粒硅纯度。
其次,流化床对安全性的要求很高。硅烷易燃、易爆的突出特色和安全隐患,也限制了硅烷流化床法的推行运用。
此外,在实际出产过程中,因为“氢跳”、颗粒硅撞击器壁等问题,会形成出产工序的中断,并引起碳基内衬、加热线圈、石英坩埚等部件的损坏,一起因为出产工艺中粉末份额较高使得制品率偏低,然后在硅元素单耗方面也发生了较大的额定本钱。
所以,即便现在颗粒硅进入大规模出产,但若无法解决其出产过程中的这些硬性缺点,或许依然难以对改进西门子法多晶硅的商场地位发生实质性威胁。
结语:投资者仍需坚持清醒
通过以上剖析咱们能够预期,尽管在当下多晶硅价格居高不下的情况下,颗粒硅已成为部分企业及言论宣传的“新宠”,但从技能替代的道路上讲,现在的硅烷流化床法出产颗粒硅,相关于愈加老练的改进西门子法多晶硅产品,仍有很长的路要走。
在活络的资本商场,概念或噱头或许常常会成为机构追捧的焦点。但关于投资者而言,如安在浮华与喧嚣中坚持清醒,看懂其间的逻辑,抛开变量去拥抱确定性,或许更为重要。光伏新调查作者:林木
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颗粒硅
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