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颗粒硅的优缺点,使用中存在哪些问题?

9月8日,全球单体最大规模颗粒硅项目——保利协鑫旗下江苏中能规划产能10万吨、首期5.4万吨颗粒硅项目正式开工扩建;10月18日,世界硅烷流化床颗粒硅万吨级俱乐部再添新成员,保利协鑫四川乐山颗粒硅项目正式开工建设。带着很多疑问,光伏新闻小编调研了颗粒硅技术以及颗粒硅在单晶硅企业的使用情况。

江苏中能颗粒硅项目扩产

一、颗粒硅的优点

十多年前,当小编还是江西赛维的一个研发工程师时,就接触使用过MEMC的颗粒硅,当初是用来装料填缝隙用,纯度与原生多晶旗鼓相当。

据悉MEMC采用三氯氢硅与硅籽晶进行还原反应获得颗粒硅,而国内颗粒硅企业则采用硅烷与硅籽晶进行还原反应获得颗粒硅,与三氯氢硅相比,采用硅烷法反应有如下优点:1、反应温度低,节能降耗。采用硅烷法生产颗粒硅,还原温度500多度即可,而采用改良西门子法还原三氯氢硅,需要1080摄氏度以上的高温;2、硅烷杂质容易分离,品质更高;3、不含氯,更加纯净;4、硅烷法生产颗粒硅的副产物尾气更容易处理。

颗粒硅

采用硅烷法生产出来的颗粒硅,每公斤硅的平均电耗仅为18度,而采用改良西门子法、冷氢化工艺生产出来的多晶硅平均电耗则需要60度电,平均每公斤硅料节省了42度电,即使按0.2元一度电算,每公斤硅料也可以节省8.4元的电费。

颗粒硅除了生产成本更低之外,还具备纯度更高的优点,且在直拉单晶多次加料时,由于颗粒硅形似球状,流动性好,圆形度>0.92,中位粒径在2mm左右,可以用于直接加料,不需要破碎。

数据来源:相关单晶企业

二、颗粒硅的缺陷

目前中环、隆基、晶科、协鑫、宇泽等单晶企业已经在开始批量使用颗粒硅,光伏新闻与这些颗粒硅使用企业取得了联系,调研颗粒硅在单晶企业的使用情况,这些企业的反馈如下所示:

1、中环:目前中环每月使用颗粒硅500公斤左右,由于使用颗粒硅最早、量也最大,中环已经掌握了颗粒硅的使用方法,除了能拉出更高品质的单晶硅棒,也成功避免了其它企业使用颗粒硅过程中出现的“氢跳”问题;

2、隆基:隆基使用颗粒硅能成功拉出单晶硅棒,但是在多次加颗粒硅时,容易出现“氢跳”现象,对单晶炉热场的使用寿命有一定的不利影响。隆基对单晶硅料分为五个等级:一级料、二级料、三级料、四级料、五级料,中能颗粒硅的品质目前对应隆基的三级料水平;

3、晶科:晶科在使用颗粒硅时,能成功拉出单晶硅棒,使用正常。

4、宇泽:宇泽使用颗粒硅拉制N型单晶,目前从使用结果来看,颗粒硅少子寿命更高。

目前,国内企业针对颗粒硅的“氢跳”问题,已经开发出脱氢工艺,有望从跟不上解决“氢跳”难题。

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