中國(guó)冶金法多晶硅的崛起

近幾年，國(guó)際多晶硅廠家之所以能夠通過(guò)操控市場(chǎng)價(jià)格來(lái)對(duì)中國(guó)的多晶硅企業(yè)進(jìn)行剿殺，原因就在于他們手中掌握著西門(mén)子法的工藝，因而能夠以更低的成本來(lái)與中國(guó)的多晶硅新手們競(jìng)爭(zhēng)廝殺。而中國(guó)企業(yè)在冶金法多晶硅領(lǐng)域的努力，將使這種情況獲得改變。

在中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的大背景下，冶金法多晶硅的研究在中國(guó)取得了令人矚目的進(jìn)展。盡管早期的冶金法研究存在一些混亂，但這種混亂狀況從2009年下半年起獲得了根本扭轉(zhuǎn)。對(duì)這個(gè)轉(zhuǎn)變起了決定性的作用、并讓中國(guó)的冶金法多晶硅的研究和開(kāi)發(fā)后來(lái)有了長(zhǎng)足進(jìn)步的，是中國(guó)冶金法多晶硅聯(lián)盟的成立。這個(gè)聯(lián)盟包括了二十余家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，包括廈門(mén)大學(xué)、東北大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、中山大學(xué)、北京科技大學(xué)、大連理工大學(xué)、昆明理工大學(xué)等多家著名的大專院校，以及上海普羅、寧夏發(fā)電集團(tuán)、廈門(mén)佳科等企業(yè)。上海普羅新能源有限公司的史珺博士擔(dān)任首屆理事長(zhǎng)。聯(lián)盟聚集了中國(guó)真正在從事冶金法多晶硅的主流科學(xué)家和企業(yè)家，使得大家有了一個(gè)交流的平臺(tái)，同時(shí)，也有了一個(gè)關(guān)于冶金法多晶硅研究進(jìn)展的權(quán)威的官方發(fā)言機(jī)構(gòu)。

聯(lián)盟于2009年6月在廈門(mén)市組織召開(kāi)了中國(guó)第一屆冶金法太陽(yáng)能多晶硅技術(shù)研討會(huì)，。2010年9月，該聯(lián)盟又主辦了世界上第一屆冶金法多晶硅國(guó)際研討會(huì)，這次會(huì)議在中國(guó)西北的寧夏銀川的沙湖國(guó)際會(huì)議中心召開(kāi)。兩次會(huì)議的參加人數(shù)都大大超出了預(yù)計(jì)。銀川會(huì)議發(fā)表了80多份報(bào)告和近百篇論文，中國(guó)從事冶金法多晶硅的研究機(jī)構(gòu)之多、研究程度之深、企業(yè)取得的進(jìn)展之大，讓來(lái)自美國(guó)、加拿大、澳大利亞、日本、德國(guó)和挪威的專家都大吃一驚。2011年8月，借助第八屆國(guó)際先進(jìn)材料與技術(shù)大會(huì)（IFAMST8）召開(kāi)之際，聯(lián)盟在日本福岡召開(kāi)了第二次國(guó)際冶金法多晶硅研討會(huì)，該研討會(huì)被列為IFAMST8的一個(gè)分會(huì)場(chǎng)，史珺博士任分會(huì)場(chǎng)主席。

2011年后，中國(guó)從事冶金法多晶硅的產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)的企業(yè)已經(jīng)數(shù)量銳減，不少處于暫?；驎壕彽碾A段，但大部分都保留了冶金法多晶硅的研發(fā)平臺(tái)。作為中國(guó)冶金法多晶硅聯(lián)盟的理事長(zhǎng)單位，上海普羅一直堅(jiān)持用最低的成本、最低的能耗來(lái)發(fā)展自己的工藝路線。無(wú)論市場(chǎng)行情如何，從來(lái)沒(méi)有被市場(chǎng)的價(jià)格波動(dòng)所影響。2012年，上海普羅完成了對(duì)冶金法多晶硅提純工藝的第三代技術(shù)的改進(jìn)，形成了被稱為PM法的新的工藝。這種方法采用合成渣洗的工藝作為第一步除硼，然后通過(guò)定向凝固進(jìn)行金屬去雜；之后再通過(guò)一個(gè)叫做DVC的裝置，對(duì)硅液進(jìn)行真空霧化脫氣提純和等離子體提純，最后再進(jìn)行一次真空定向凝固提純。由于DVC裝置內(nèi)部有使硅液循環(huán)的機(jī)制，使得等離子體束在除硼時(shí)對(duì)硅的損耗大大降低，而巧妙的霧化使得比表面積大大提高，因而大大改善了真空提純和脫磷的效果。PM法不僅成功地提高了純度，使得冶金法多晶硅能夠達(dá)到近7N的水平，而且保證了生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量的均勻性。更重要的是，該裝置使得年產(chǎn)一萬(wàn)噸的產(chǎn)能得以在僅僅數(shù)千平方米的場(chǎng)地里實(shí)現(xiàn)，并且將生產(chǎn)成本降低到了10美元以下。第一個(gè)PM法多晶硅工廠于2013年初開(kāi)始在河南某地興建，計(jì)劃于2013年第四季度竣工投產(chǎn)。預(yù)計(jì)該廠的單位能耗在低于12千瓦時(shí)。

在進(jìn)行大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的同時(shí)，中國(guó)冶金法多晶硅聯(lián)盟還于2011年承擔(dān)了一項(xiàng)由國(guó)家科技部支持的國(guó)家科技支撐計(jì)劃，目前也正在申報(bào)“973”和“863”計(jì)劃。承擔(dān)這些科技計(jì)劃的主要目的是建立關(guān)于冶金法太陽(yáng)能多晶硅大規(guī)模清潔生產(chǎn)的科學(xué)基礎(chǔ)和研究體系，這對(duì)于冶金法多晶硅的大規(guī)模生產(chǎn)和成本的進(jìn)一步降低，起到重要的學(xué)科支撐作用。

實(shí)現(xiàn)多晶硅的“中國(guó)夢(mèng)”

無(wú)論是上面提到的上海普羅的冶金法多晶硅進(jìn)展，還是冶金法聯(lián)盟開(kāi)展的關(guān)于冶金法多晶硅提純的基礎(chǔ)科學(xué)層面的研究，中國(guó)在全球冶金法多晶硅領(lǐng)域的技術(shù)水平，都已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先的水平。這樣的情形，在我國(guó)光伏和其它行業(yè)，都是十分罕見(jiàn)的。這種技術(shù)領(lǐng)先，將徹底打破歐美長(zhǎng)期以來(lái)在多晶硅領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，使中國(guó)企業(yè)獲得以前從未有過(guò)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)，真正實(shí)現(xiàn)多晶硅領(lǐng)域的“中國(guó)夢(mèng)”。

但是，中國(guó)長(zhǎng)期落后造成的思維慣性使得無(wú)論是投資者還是政府，對(duì)這種情況都理解得十分緩慢，大多數(shù)人還是覺(jué)得中國(guó)人在某種技術(shù)上能夠領(lǐng)先于世界，是件難以相信的事情。因此，上海普羅和冶金法聯(lián)盟要想證明自己，只能通過(guò)一個(gè)途徑，那就是實(shí)現(xiàn)冶金法多晶硅的大規(guī)模生產(chǎn)，否則任何研究進(jìn)展都會(huì)失去價(jià)值和光彩。

一個(gè)新的工藝要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，不僅要有全新的、可靠而實(shí)用的工藝，還要自行研制全套的新設(shè)備，當(dāng)然，所有的前提是還要獲得足夠的投資。在目前的中國(guó)，尤其是光伏行業(yè)，要滿足這些前提十分困難。所幸的是，在國(guó)家發(fā)改委、工信部、科技部以及各省市政府的大力支持下，這些條件都正在逐一地得到滿足?？梢哉f(shuō)，中國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)具備了冶金法多晶硅大規(guī)模生產(chǎn)工藝的成功的外在條件，但多晶硅的“中國(guó)夢(mèng)”歸根結(jié)底是中國(guó)企業(yè)的夢(mèng)，最終的大規(guī)模工藝生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)還是要靠企業(yè)家和科學(xué)家們通過(guò)自身的努力來(lái)完成。我們有理由相信并期待中國(guó)的科學(xué)家們和企業(yè)家們的成功，現(xiàn)在，我們要做到的就只剩下一件事：把這些年所有的努力在第一套萬(wàn)噸級(jí)的生產(chǎn)線上體現(xiàn)出來(lái)，成功實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能級(jí)冶金法多晶硅的大規(guī)模生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)多晶硅的“中國(guó)夢(mèng)”。(史珺博士，上海普羅新能源公司總裁)