太阳能多晶硅的“中国梦”（下）

国际冶金法多晶硅的发展

　　考虑到光伏发电与火力发电最终要趋向一致(如果不是更低的话)，硅的价格应当保持在10美元以下，这个价格是用西门子法无法达到的成本，同样也是硅烷法无法达到的成本。这就是为什么冶金法得到多国的科学家和企业家青睐的原因之一。除了成本的原因外，冶金法受到青睐还有一个原因，就是纯度。西门子法可以得到9N以上的纯度，但光伏所需要的纯度在7N以下，而且最合适的纯度应当在6.5N左右。目前，光伏行业的下游工厂在购买了西门子法生产的多晶硅以后，还要进行掺杂，掺杂的方法是在拉单晶或者是铸造多晶时加入硼硅合金，这显然造成了能源的双重浪费。而冶金法的理论提纯纯度，恰巧就在6~7N之间，冥冥中注定是为光伏所准备的工艺。

　　国际上，从事冶金法多晶硅研究的科研机构，包括夫琅和费研究所、日本东京大学、九州大学、挪威科技大学等。但是，与硅在半导体应用发展早期的研究一样，冶金法提纯太阳能级硅的关键的技术进展也是由企业为主导进行的。日本的JFE(川崎制铁)的试验从2001年就开始了，他们倾向于使用等离子体束和电子束对磷硼进行去除，并取得了良好的效果。但是，他们的工艺成本一直高居不下，这使得JFE后来不得不放弃了冶金法多晶硅的研究。JFE的不少科学家后来分别到了新日铁和夏普公司，继续从事冶金法多晶硅的研究和应用。但是，2012年中，新日铁也传出了要出售其冶金法多晶硅的部门资产的消息，2013年初，夏普公司也开始在中国寻求技术合作。

　　欧洲的冶金法多晶硅的研究的企业代表是ELKEM公司。这是一家原本从事金属硅和有机硅生产的公司。他们采用炼钢中所用的合成渣洗的工艺，来代替日本人所用的等离子体束和电子束，然后再用酸洗(湿法冶金)加上在定向凝固的方法得到太阳能级的硅。他们得到了6N的纯度，并在2008年建成了第一条2000吨年产能的生产线。另一个3000吨的生产线原计划在2010年建成，但一场火灾和随后的光伏萧条延迟了这条生产线的建设。2011年初，这家公司被来自中国的蓝星化工收购，尽管后者感兴趣的是他们所拥有的欧洲有机硅市场份额，但ELKEM从事冶金法多晶硅提纯的技术团队得以保留。

　　在北美，最早提出宣布冶金法多晶硅的是道康宁公司。2008年，他们宣布用一种“不同于西门子法的工艺”生产出了成本较低的多晶硅，这种多晶硅可以与道康宁旗下的HEMLOCK公司所生产的西门子法多晶硅混掺使用。由于HEMLOCK当时是世界上产能最大的西门子法多晶硅公司，因此，道康宁对于冶金法的研究投入并不是太大也就不那么令人惊讶。

　　加拿大的TIMMINCO公司是从事铝镁和金属硅生产的公司。他们旗下的BSI公司在2008年宣布采用一种“独特的、成本很低的”工艺生产出了纯度为6N的太阳能级硅，并销售给了德国的Q-CELL公司和生产基地位于中国的CSI公司，前者是当时世界上最大的光伏电池生产商。BSI公司采用的工艺是天然气燃烧加热进行渣洗，然后粗略定向凝固后酸洗。在2008年下半年的金融海啸后，TIMMINCO公司对于BSI在冶金法多晶硅的研发上的投入就越来越少，到了2011年，BSI的49%的股份被道康宁收购，但太阳能多晶硅的部门并未出售，这个部门坚持到了2012年，由于一笔400万美元的贷款未被银行通过，他们被迫宣布将太阳能多晶硅的部门(内部称为HP1)的所有资产全部出售。

　　除了BSI外，加拿大还有一家6N SILICON公司采用铝熔的方式也在进行多晶硅的冶金法提纯。该公司2010年被来自美国加州的CALISOLAR公司收购，后者还曾宣布过计划于2011年在美国建立一个年产15000吨的冶金法多晶硅工厂，但2011年光伏市场的萧条后，就没有再听到过该公司的消息。

　　中国冶金法多晶硅的产业状况与中国西门子法多晶硅的进程有些类似。这种类似主要表现在光伏高峰期的一哄而上和随后低谷时期的销声匿迹。但不同的是，冶金法多晶硅由于是新技术，因此，真正大规模投产的企业很少，这也使得中国冶金法多晶硅企业所受的创伤不是那么严重。