冶金法助力光伏产业快速发展

日前，在福建厦门举办的“冶金法太阳能多晶硅制备技术及应用研讨会”上，与会专家和业界人士就冶金法这一技术及应用达成了诸多共识，并全力搭建冶金法太阳能硅材料的产学研合作平台。6月23日，就冶金法太阳能多晶硅制备技术的相关问题，记者采访了中国产学研合作促进会新材料专业委员会的邵立勤、李克健等专家。

冶金法：能否撑起一方天空

目前，用单晶硅生产的太阳能电池光电转换效率相对较高，技术也最为成熟。作为单晶硅生产原料的多晶硅，其制备技术主要有“改良西门子法”等化学方法，而冶金法等物理方法在对纯度要求相对不高的情况下也得到了一定应用。

多晶硅的制备工艺过程是元素硅的提纯过程，它是将2个“9”的工业硅提纯到7至11个“9”的高纯硅工艺过程。用化学法生产的多晶硅纯度高，产品转换效率也高，但制备方法复杂，投资、能耗大。而冶金法技术路线短，生产成本低廉，更易形成产业化。相对于半导体级多晶硅对纯度的高要求，用作太阳能产品的多晶硅生产技术指标要低得多，因此，用冶金法制备太阳能多晶硅大有可为。此外，生产多晶硅是一个提纯过程，在这个过程中，如果回收工艺不成熟，生产过程中产生的三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、氯气等有害物质极有可能外溢，存在重大的安全和污染隐患。其中，对四氯化硅的无害化处理成为制约多晶硅发展的最大瓶颈之一。而用冶金法制备多晶硅对环境的损害比“改良西门子法”小得多，因此，提倡冶金法更符合环保要求。

但是，目前国内采用冶金法制备太阳能多晶硅技术的最大问题是产品质量的稳定性以及成品率。冶金法尽管成本低，但也要尽力提高纯度，更多地去除硼和磷等杂质。否则，光电转化效率提高不了，产品衰减快，仍然难以大规模应用。此外，由于冶金法制备的太阳能级多晶硅的固有特性，必须开发相应的电池片和组件制备技术，才能满足光伏产业对组件质量的要求。

对冶金法的争议仍在继续，提高冶金法的技术水平仍有很多需要克服的难题，但这一方法值得肯定之处还很多。据阿特斯光伏科技有限公司对国内外从事冶金法生产太阳能级多晶硅的企业和研究机构的调研，国内在冶金法制备太阳能级多晶硅及其相应电池片模组的研发方面同国外相比处于同等水平。此外，研讨会在最后达成的共识中，也提出了“采用先进的冶金技术，建立连续化的生产线是冶金法制备太阳能多晶硅的技术发展路线”。

产学研：联手更易创造硕果

一项技术的提高、成熟和推广应用，仅靠“单兵作战”是难成大气候的，必须产学研联手合作，才能推动产业化、规模化发展。

记者从中国产学研合作促进会新材料专业委员会处获悉，经过调研发现，虽然国内上百家企业都在采用冶金技术进行工业硅的提纯工作，但由于这些企业大多数是由管理粗放的民营企业发展而来，自身的技术力量薄弱，而国内专门从事硅材料冶金提纯的科研人员奇缺等原因造成这些企业所采用的冶金技术基本上属于很落后的、不规范的技术，这样造成其产品的质量稳定性不高、成品率较低，严重制约了产品的大规模市场应用。此外，有关冶金法太阳能多晶硅制备及应用方面的基础性研究也不多。鉴于此次研讨会专门邀请了一批具有实践经验的冶金专家到会，向这些企业介绍精炼除杂、湿法冶金提纯、定向凝固、真空提纯等冶金提纯技术的基础理论和最新发展。

经过专家们两个小时的集中答疑，解答企业生产中的实际问题，许多企业代表在会后纷纷表示“太解渴了”，专家们也“收获颇丰”。通过建立冶金法太阳能硅材料的产学研合作平台，更易推动冶金法太阳能光伏产业的快速发展。

产学研联手的题中之义，还应包括政策和体制的助推，新能源产业的发展离不开良好的“生态环境”。据新材料专业委员会的邵立勤先生介绍，为了积极推动低成本冶金法光伏产业的快速发展，全体代表发出了《厦门宣言》，呼吁从事冶金法太阳能多晶硅制备及应用的产学研单位加强合作，并希望政府相关部门能够设立“低成本冶金法太阳能多晶硅制备及应用产业化重大科技专项”，以建立低成本冶金法光伏示范电站为目标，通过先进冶金技术集成，形成太阳能级多晶硅的连续化生产，在三年的时间里，将冶金法太阳能级多晶硅的生产成本降到10美元/千克以下，组件成本降到1美元/瓦以下。同时，建议科技部及时启动冶金法太阳能级多晶硅的973项目，国家自然科学基金委员会也应启动重大科学专项，鼓励及支持针对冶金法太阳能多晶硅的制备及应用过程中的关键科学性问题进行系统研究。