物理法多晶硅工艺：是太阳能的最好选择？西门子工艺是浪费？

这是上海普罗史军博士“多晶硅：春天不是你想想”文章的一部分。
当然，这是史博士个人的观点，本人认为其中不乏推销自己技术的委婉。
但是，其中的一些观点也值得做改良西门子工艺的一些同仁的思考。
节录如下：
西门子法：一花独放不是春目前国内在西门子法多晶硅的投资多达数千亿，这数千亿投资用“打水漂”来形容可能过于保守了，用“推土填海”来形容会更贴切一些，实际上，许多企业对于多晶硅的投资和引进，比推土机填海的速度还要快。
光伏用硅与半导体用硅的纯度要求相差大约三个数量级。纯度相差三个数量级，却采用同样一种工艺来生产，这无论在科学上还是技术上，都是一个不可理喻的情况。但在多晶硅价格飙升到300万元/吨时，巨大的利益蒙蔽了绝大多数人的双眼，没有人能够有时间冷静地思考这个问题。过几年再回首的话，从2007年起，中国各地如同被催眠似的争先恐后地斥巨资引进和上马一个又一个多晶硅项目，而所采用的技术竟然是欧洲半个多世纪以前的古老技术，这一定会成为产业史上的一个大大的笑话，可称为千古奇观；与17世纪荷兰的郁金香狂热、18世纪英国南海公司泡沫以行，会成为一个大众的疯狂和愚蠢从众心理迷幻的又一个典型案例。令人惋惜的是，直到现在，绝大部分人仍然没有从这种迷幻中醒来。
其实，早在2004年，“世界光伏之父”马丁格林教授在考察一家西门子法多晶硅工厂时就说过一句话，“光伏所用的多晶硅应当有另外一种工艺来生产。”可能是由于他的说法过于隐晦，当时没有几个人注意到他的这种说法，但毕竟是有人注意到了。
上海普罗从2005年开始进行冶金法多晶硅的研究。在2008年多晶硅达到350万元/吨的高价时，他们没有被当时的天价所迷惑，一直冷静而耐心地致力于开发价格在8万元/吨以下的多晶硅生产技术。虽然2008年他们的多晶硅就已经被制造成了电池片，而且2010年就采用冶金法多晶硅建成了电站，但由于成本没有达到理想的程度，他们并没有为了追求短期的效益而将自己的技术路线定型生产，而是坚持不懈地在改进工艺，成本目标直指光伏平价上网。在2008年能够将自己的产品成本定位在光伏平价上网的目标，当时普罗是绝无仅有的。
2011年底，随着HOD和DVC工艺的逐渐突破，冶金法多晶硅的纯度终于能够达到6.5N以上，而成本也终于降低到了8万元/人民币以下。这个时候，普罗才将自己的冶金法多晶硅工艺定型下来，并以PM法命名。
冶金法：春风已度玉门关由普罗公司自行研发的PM法太阳级多晶硅提纯技术，采用炉外精炼、湿法冶金、DVC真空等三个步骤，以纯度为2~3N的金属硅作为原料，得到纯度
6.3~6.7N
的太阳能级多晶硅。该工艺的单位能耗仅为
12
度电
/kg
，没有任何污染，综合成本仅为
7.8
万元人民币
/
吨，完全能够满足光伏发电对于多晶硅的成本需求。
冶金法多晶硅从诞生之日起，所有人就都知道其成本优势，但也一直被人诟病。无论如何，为什么从
2008
年正式宣布生产，到现在已经近四年的时间，还没有能够在业界占据一定的位置？
这是由于，过去的冶金法一直存在着三个问题，使得人们对之心存疑虑：
1
）电池转换效率低；
2
）光致衰减大；
3
）质量不稳定。这三个问题，就是冶金法多晶硅自从问世以来到目前为止，一直没有得到大量应用的原因。其中，前两个问题限制了冶金法多晶硅的质量，第三个问题使得冶金法多晶硅难以推广应用。
冶金法多晶电池的转换效率从
2008
年的
13%
开始到
2011
年的
16%
，虽然逐年稳步上升，但始终落后于西门子法多晶硅的效率大约
0.6~1
个百分点。冶金法刚问世时，光致衰减（
LID
）达到了
20%
，也让业界十分忧虑。尽管从
2010
年后，冶金法多晶电池的
LID
已经比西门子法的
LID
还要低，达到了
0.6%
的水平；但用冶金法多晶硅所拉制的单晶电池的
LID
还高达
4%
，因此，这也是人们对于长期衰减的忧虑之一。而质量不稳定，则是冶金法的工艺所决定的、几乎被人为是固有的缺点。因为，所有冶金法的工艺的最后一个过程毫无例外地都是定向凝固过程，也就是利用杂质在硅的固液相之间的分凝作用进行偏析来达到提纯的目的，这个过程本身就是把杂质从均匀分布变成不均匀的过程，因此，批次之间，甚至同一批次的不同位置之间的杂质含量都不同，这是一个必然的现象，但也是困扰光伏的下游用户的一个大问题之一。
冶金法多晶硅在问世四年的时间都不能得到大面积应用，不仅造成了业界的疑惑，连冶金法的开发者自己也陷入困扰。
2010
年，上海普罗首先总结出了冶金法多晶硅的上述三大问题，并指出上述三大问题的原因其实是一个原因的不同表现：那就是材料纯度的不够。纯度不够，代表着杂质浓度偏高。为此，普罗提出太阳能多晶硅不是通常所说的“六个
9
”，而是需要更高的纯度。
其实关于硅料的纯度用“几个
9
”来表示的说法，是通俗而不准确。在早期，只要光伏电池的转换率能达到
10%
以上，人们就很满足了。因此，美国在
2004
年所确定的太阳能级多晶硅只有
5N
的纯度要求，后来逐渐提高，有了
6N
的说法。
2010
年，中国冶金法太阳能级多晶硅产业联盟将标准确定为硼
0.3ppm
，磷小于
0.6ppm
，金属总量小于
0.1ppm
，该指标被列入了我国科技部的国家科技支撑计划的目标。而近期大量企业的光伏电池的效率提高的试验表明，硼含量为
0.15ppm
左右，磷小于
0.35ppm
；金属总量小于
0.2ppm
，所制作的光伏电池将不会存在任何问题。
2012
年，工信部公布的我国新材料产业的“十二五”规划中，也是这样确定了冶金法太阳能级多晶硅的目标。
为此，上海普罗在原有的
CP
、
MP
冶金法工艺路线上进行了革命性的改变，发明了世界首创的
DVC
工艺，将产品的纯度标准从原来的
6N
提高到
6.5~6.7N
的标准，而且使得质量不均匀的问题也从根本上消除，从而一举将冶金法多晶硅得三个问题全部解决。值得一提的是，在提高质量和稳定性的同时，并没有导致成本的增加，反而将冶金法多晶硅的单位能耗从原来的
50
度
/
公斤，一举降低到了
12
度
/
公斤。这就是技术创新的魅力。
随着PM法多晶硅的大规模生产，太阳能级多晶硅销售价格将迅速降低到10万元/吨以下，这对于光伏整个产业链的价格下降也具有极好的拉动作用，相信光伏发电低于火力发电的“光伏平价上网”目标可望在3年以内实现，届时，光伏发电从目前的补充能源的地位上升到替代能源地位，市场容量将发生一个井喷式的变化。
目前，已经有几个基于PM法的冶金法多晶硅项目正在紧锣密鼓地建设着，至少一个万吨级的PM法多晶硅工厂将在2012年底前建成并投产。

要是冶金法多晶硅之路能得到普及，那么多晶硅业被人诟病为能耗大户的时代就意味着消失了，或许多晶硅的春天不远了！

哦，也是撒~西门子法公司应努力专注于电子级，其废品做太阳能才像话撒。。。。。。。还原炉上能量损耗着实较大

如果是这样，那么以后国内的西门子法不是都没有发展前景看么？毕竟电子级的多晶硅不管是从需求量还是从技术难度上讲，都跟太阳能级的没办法比啊~