多晶硅料是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈最基礎的核心原材料,由冶金級硅(純度98-99%)經(jīng)過化學提純工藝制成。這種銀灰色金屬光澤的顆粒狀物質(zhì)(粒徑5-15mm)通過改良西門子法或硅烷法將純度提升至99.9999%以上(6N級),其特殊的晶體結(jié)構(gòu)包含大量尺寸在微米級的晶粒,這些晶粒的無序排列形成了區(qū)別于單晶硅的典型特征。
在光伏應用中需要重點關(guān)注多晶硅料的關(guān)鍵指標,特別是體電阻率(0.5-3Ω·cm)、碳含量(<1ppm)以及金屬雜質(zhì)總含量(<0.1ppm)。不同于電子級多晶硅對微觀缺陷的嚴苛要求,太陽能級多晶硅(SOG-Si)更注重降低硼磷等特定雜質(zhì)的濃度,這是因為微量雜質(zhì)會直接影響最終光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率(通常17-19%)。目前主流生產(chǎn)工藝采用流化床反應器(FBR)或棒狀多晶硅(RS)技術(shù),前者能耗可低至30kWh/kg,較傳統(tǒng)工藝降低60%以上。
多晶硅料的市場供需呈現(xiàn)明顯周期性波動,這與光伏裝機容量增長和硅料產(chǎn)能投放節(jié)奏密切相關(guān)。值得注意的工藝進步是最近發(fā)展的顆粒硅技術(shù),其直徑1-3mm的球形顆??芍苯佑糜谥崩瓎尉t,省去破碎環(huán)節(jié)的同時還能提升坩堝填充密度(可達75%)。隨著N型電池技術(shù)普及,對多晶硅料的品質(zhì)要求正從太陽能級向電子級靠攏,特別是對氧含量(<5ppm)和少數(shù)載流子壽命(>500μs)提出了更高標準。