「涨知识」一文了解光伏发电原理

光伏是太阳能光伏发电系统的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。　太阳能光伏效应，简称光伏(PV)，又称为光生伏特效应(Photovoltaic)，是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。

光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换，即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板，利用光照产生直流电，比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。

光伏技术具备很多优势：比如没有任何机械运转部件除了日照外，不需其它任何"燃料"，在太阳光直射和斜射情况下都可以工作而且从站址的选择来说，也十分方便灵活，城市中的楼顶、空地都可以被应用。自1958年起，太阳能光伏效应以太阳能电池的形式在空间卫星的供能领域首次得到应用。时至今日，小至自动停车计费器的供能、屋顶太阳能板，大至面积广阔的太阳能发电中心，其在发电领域的应用已经遍及全球。

太阳能是一种快速增长的能源形式，太阳能市场在过去十年中也取得了长足发展。据资料，按年均太阳能系统装机容量计算，全球太阳能市场复合年均增长率达47.4%，从

2003 年的598MW

增长至2007年的2826MW。预测到2012年，年均太阳能系统装机容量可能进一步增至9917MW，而整个太阳能行业的销售额可能从2007年的

172亿美元增长至2012年的395亿美元。这种增长势头在很大程度上要归功于全球快速增加的市场需求、日益提高的上网电价和各种政府鼓励措施。

在世界的一些主要国家中，尤其是德国、意大利、西班牙、美国、法国和韩国，联邦政府、州政府和地方政府机构纷纷以退税、税收抵免和其他激励措施的形式向太阳能产品的最终用户、经销商、系统集成商和制造商提供补贴和经济鼓励，以促进太阳能在并网应用中的使用，降低对其他能源的依赖。然而拥有巨大政治游说能力的传统公共电力企业也可能试图改变所在市场的相关立法，这也可能对太阳能的发展和商业应用造成相对不利的影响。

但总体来说，由于全球许多石油和天然气生产地区政治和经济局势的不稳定性，多国政府都在采取积极措施，以减少对国外能源的依赖。太阳能提供了一种极具吸引力的发电方案，而且不会对国外能源形成严重的依赖性。除此之外，日益突出的环境问题和与矿物燃料发电相关的气候变化风险形成政治动因，促使政府实施旨在减少二氧化碳及其他气体排放量的温室气体减排战略。太阳能及其他可再生能源有助于这些环境问题的解决。

世界各国政府实施了多种激励政策，以促进太阳能及其他可再生能源的开发和应用。许多欧洲国家、一些亚洲国家、澳大利亚、加拿大和美国的多个州省以及一些拉美国家都颁布了可再生能源政策。以客户为中心的财务激励措施包括资本成本退税、强制光伏上网电价和税收抵免。资本成本退税政策提供一笔资金，用于冲抵消费者在太阳能系统中的前期投资。强制光伏上网电价政策要求，公用电力公司依据产生的千瓦时数向用户支付他们通过太阳能系统产生的电力，而价格在一定时期内是有保障的。这些都鼓励了光伏产业的发展。

而在我国，长期困扰我国光伏产业发展的瓶颈问题，即产业链结构中原材料和市场均在海外的问题也得到了政策扶助。上半年由于欧洲各国，尤其是西班牙在太阳能领域的政策发生重大转变，引起全球光伏市场急剧萎缩，进而导致全球光伏企业一季度的经营状况普遍不理想。为了扭转这种境地，我国下决心上马一大批光伏发电项目，解决了"销售市场"的问题，在很大程度上稳定了光伏产业的内需，理性的产量预期逐渐形成。前段时间财政部也制定了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》。《意见》对太阳能产业形成了两大积极信息，一是产业政策的扶持，不仅仅中央财政安排专门资金，对符合条件的光电建筑应用示范工程予以补助，以部分弥补光电应用的初始投入。而且出台相关财税扶持政策的地区将优先获得中央财政支持。二是"太阳能屋顶计划"对于下游需求的刺激等或将形成相对乐观的预期，即拓展了太阳能产业的发展空间，下游需求必将有所改善。

希望我们的回答能对您有所帮助。

如果你是方向是工程么，你就要宏观学习了：

实际的组件应用参数，汇流向的选型（主要是电流大小），线损，离网逆变器，控制器，并网逆变器，交直流配电柜，支架，基础等等方面入手。

你要是研发：

可以从光伏发电的基本原理，PN节，能级，掺杂，拉棒，切片，制绒等等。控制器，逆变器的电子元器件，电路原理图方面着手。或者材料，结构方面。

总之光伏行业是一个很杂的行业，往往需要你知道很多东西。

  一、山地光伏电站特点

  山地光伏电站是指在山地、丘陵等复杂地形条件下建设的光伏电站，建设地表起伏不平、朝向各异、局部伴有山沟，地形可使用面积不规则、分散，设计难度大，建设成本高、发电效率减少等特点。

  二、山地光伏电站设计难点

  根据资源情况、山体地形条件、周围环境，在满足技术规范和要求的基础上，如何选择组件、逆变器、支架安装方式、系统设计方阵排布、阵列遮挡计算、防雷接地设计、集电线路跨渠跨沟设计、场内道路、给排水，优化系统效率、保证电站有较好的经济性、可靠性、安全性，这些都是光伏电站的设计难点。

  三、山地光伏电站设备选型

  山地光伏电站设备选型在选择组件、汇流箱、箱变、可调支架需注意外，比较重要的是逆变器选型。目前可用于山地的逆变器有四种，A型组串式逆变器(40KW)、B型山地形集中式逆变器(500-630KW)、C型常规集中式逆变器(500-630KW)、D型集散式逆变器(500-630KW)。四种逆变器各有特点，现简单介绍四种逆变器适用情况供行业能人士参考。

  A型组串式逆变器(40KW)

  组串式逆变器单台容量小，适合山地电站的应用，相对可以带来更高的发电量。但由于组串式逆变器单台容量小，建议小型山地光伏电站使用，如在大型山地形地面电站使用组串逆变器达上千台后，容易造成系统谐波震荡，给电站带来一定安全风险。

  B型山地型集中式逆变器(500-630KW)

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  山地型集中式逆变器适用于大型山地电站，多组MPPT的逆变器设计是针对山丘电站开发的方案机型，保持集中型逆变器在经济性、稳定性、和电网友好性的优势同时，将同一朝向布置的组件规模控制在125KW，兼顾了设计施工的可行性和运营发电的高效性。

  C型常规集中式逆变器

  适用于常规平坦地形逆变器只有1-2路MPPT，易受现场各种复杂情况的影响，导致MPPT跟踪曲线出现多个波峰对系统寿命、发电量都有影响。

  D型集散式逆变器(500-630KW)

  集散式逆变器通过提升系统交直流端口电压、降低线损等传输损耗、采用多路MPPT技术，减小组件各种失配损失，提高发电量，但目前由于集散式逆变方案稳定性、故障率、维护成本较高也并非山地最优的逆变器选择。

  四、山地光伏建设难点

  (1)山地光伏电站大部分场址原理交通主干道，在了解地形地貌的基础上修建进场道路及施工部署较常规电站难

  (2)支架强度较平地高，因山地地表往往有植被覆盖，地区容易形成不同于平地的山风，按照平地支架强度(承载力和抗拔力)设计，建成后支架损毁率增加

  (3)场内高低起伏，施工难度大，遇雨季时，需注意山洪、山体滑坡、坍塌等自然灾害

  (4)因场址坎坷不平，造成支架及基础强度提高，施工时对设备及施工方法要求提高。

  综上所述，如何在地形地貌、地质条件复杂的山体上建设光伏电站相对于平地建设光伏电站更为困难对于整个项目勘测、设计、设备选型、施工提出更高要求。

听说光伏发电对地球地核的危害很大 听说现在国家越来越不提倡？你这是哪里听来的传言？

光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件。

光伏发电所采集的能源是太阳能，其基本原理就是“光伏效应”。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。

光伏发电对地球表面及其以下的地核不存在任何的危害。这个是基本常识。光伏发电应为是绿色的可再生能源，现在国家正在大力提倡。这是目前这种技术成本太高，需要继续加大投入研究降低成本。

[日期：2008-04-15] 来源： 作者： [字体：大 中 小]

关于多晶硅产业概况、工艺技术及建议

一、国际多晶硅产业概况

当前，晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅）是最主要的光伏材料，其市场占有率在90％以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断的状况。

多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池、按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级。其中，用于电子级多晶硅占55％左右，太阳能级多晶硅占45％，随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展，预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。

据悉，美国能源部计划到2010年累计安装容量4600MW，日本计划2010年达到5000MW，欧盟计划达到6900MW，预计2010年世界累计安装量至少18000MW。

世界半导体与太阳能多晶硅需求紧张，主要是由于以欧洲为中心的太阳能市场迅速扩大，目前，多晶硅供应不平衡的局面将为愈演愈烈，多晶硅价格方面半导体级与太阳能级原有的差别将逐步减小甚至消除，2007年世界太阳能电池产量1.5GW，如果以1MW用多晶硅12吨计算，共需多晶硅是1.8万吨，2007－2010年世界太阳能电池平均年增长率在25％，到2010年全世界半导体用于太阳能电池用多晶硅的年总的需求量将超过6.3万吨。

世界多晶硅主要生产企业有日本的Tokuyama、三菱、住友公司、美国的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司，德国的Wacker公司等，其年产能绝大部分在1000吨以上，其中Tokuyama、Hemlock、Wacker三个公司生产规模最大，年生产能力均在3000－5000吨。

二、中国多晶硅产业概况

随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球对多晶硅的需求增长迅猛，市场供不应求。世界多晶硅的产量2005年为28750吨，其中半导体级为20250吨，太阳能级为8500吨。半导体级需求量约为19000吨，略有过剩；太阳能级的需求量为15600吨，供不应求。近年来，全球太阳能电池产量快速增加，直接拉动了多晶硅需求的迅猛增长。全球多晶硅由供过于求转向供不应求。受此影响，作为太阳能电池主要原料的多晶硅价格快速上涨。

中国多晶硅工业起步于20世纪50年代，60年代中期实现了产业化，到70年代，生产厂家曾经发展到20多家。但由于工艺技术落后，环境污染严重，消耗大，成本高等原因，绝大部分企业亏损而相继停产或转产。到目前为止，国内有多晶硅生产条件的单位有洛阳中硅高科技有限公司、峨嵋半导体材料厂（所）、四川新光硅业科技有限责任公司3家企业。

中国集成电路和太阳能电池对多晶硅的需求快速增长，2005年集成电路产业需要电子级多晶硅约1000吨，太阳能电池需要多晶硅约1400吨；到2010年，中国电子级多晶硅年需求量将达到约2000吨，光伏级多晶硅年需求量将达到约4200吨。而中国多晶硅的自主供货存在着严重的缺口，95%以上多晶硅材料需要进口，供应长期受制于人，再加上价格的暴涨，已经危及到多晶硅下游众多企业的发展，成为制约中国信息产业和光伏产业产业发展的瓶颈问题。

由于多晶硅需求量继续加大，在市场缺口加大、价格不断上扬的刺激下，国内涌现出一股搭上多晶硅项目的热潮。多晶硅项目的投资热潮，可以说是太阳能电池市场迅猛发展的必然结果，但中国硅材料产业一定要慎重发展，不能一哄而上；关键是要掌握核心技术，否则将难以摆脱受制于人的局面。

作为高科技产业，利用硅矿开发多晶硅，产业耗能大，电力需求高。目前电价已成为中国大多数硅矿企业亟待突破的瓶颈之一。因此中国大力发展多晶硅产业，亟需在条件成熟的地方制定电价优惠政策，降低成本。

由于需求增加快速，但供给成长有限，预估多晶硅料源的供应2007年将是最严重缺乏的一年，预计到2009年，全世界多晶硅的年需求量将达到6.5万吨。在未来的3至5年间，也就是在中国的“十一五”期间，将是中国多晶硅产业快速发展的黄金时期。

三、世界主要多晶硅厂家生产情况

由于多晶硅供应紧张，世界各多晶硅厂家计划2008年以后大幅增加多晶硅产能。2004年半导体用多晶硅需求1.9万吨，太阳电池用8000吨，合计2.7万吨。供需基本平衡。

日本信越半导体、三菱住友硅等公司表示今后将大幅增加生产300mm硅片的设备，夏普、京瓷等太阳电池厂家也计划增加产能，因此多晶硅供应将持续紧张。多晶硅厂家一直将向半导体供应作为重点，而限制向太阳电池的供应，这样有可能限制太阳电池的发展。

预计2005年全球多晶硅产能将达3万吨，比2004年增加4％。半导体用多晶硅需求将增加5％，预计为2万吨。太阳电池用多晶硅需求估计占产量的50％以上，但很可能会受到限制。

今后计划增加产能的公司有美国黑姆洛克公司，计划增加3000吨；德国的瓦克多晶硅公司，计划增加1500吨。因此至2007年，多晶硅产能将比2005年的3万吨增加5000吨，达35000吨。其中半导体用2.1万吨，太阳电池用1.4万吨。

世界各大多晶硅厂家2005年和2006年的生产计划如下表所示：

2005年末 用途 2006年末 用途

产能（计划） 半导体 太阳能 产能（计划） 半导体 太阳能

德山曹达（日） 5200 （5200） 3800 1400 5400 （5400） 3800 1600

三菱材料（日） 1600 （1600） 1400 200 1600 （1600） 1400 200

住友（日） 700 （700） 700 0 700 （700） 700 0

三菱多晶硅（美） 1200 （1200） 1100 100 1200 （1200） 1100 100

黑姆洛克（美） 7400 （7400） 5200 200 10000（9000） 6000 3000

先进硅（美） 3000 （3000） 2800 200 3300 （3300） 2800 500

SGS（美） 2200 （2200） 0 2200 2200 （2200） 02200

瓦克多晶硅（德） 5000 （5000） 3200 1800 5500 （5500） 3200 2300

MEMC（美） 2700 （1500） 1500 0 2700 （1500） 1500 0

MEMC（意） 1000 （1000） 1000 0 1000 （1000） 1000 0

合计 30000（28800） 20700 8100 33600（31400） 21500 9900

美国黑姆洛克公司2005年产量预计为7400吨，比2004年增加400吨。计划2006年春季新增的年产2000吨生产线开工，同年秋季年产lO00吨的生产线也将开始生产。针对半导体厂家增加300mm设备的措施，该公司计划增加半导体用多晶硅产量。2008年前是否上马数千吨规模的新法制造多晶硅生产线的问题正在论证。

日本德山曹达公司2005年产量预计为5200吨，比2004年增加400吨。该公司用新法(VDL法)生产太阳电池用多晶硅的试验厂(年产200吨)已于2005年2月开始兴建，计划2006年初提供样品。若试验成功，最快将在2007年底前建成数千吨规模的批量生产线，2008年将供应产品。

德国瓦克多晶硅公司目前产能为5000吨，计划到2006年底增加至5500吨，到2007年底增加至6500吨。2008年增加3000吨，届时年产能力将达9500吨。

2005年半导体用多晶硅价格约为50-55美元／kg，2004年(40-45美元／kg)上涨20％。太阳电池用价格涨至45-50美元／kg。半导体用和太阳电池用的多晶硅价格差距越来越小。

四、国内多晶硅重点企业

1、峨嵋半导体材料厂

峨嵋半导体材料厂、峨嵋半导体材料研究所是在六十年代初期建设的我国第一家从事半导体材料生产、试制、科研相结合的综合性单位，是直属国家有色金属工业局的重点大型骨干企业。厂、所占地400余亩，共有2000多名职工，有雄厚的技术力量，在600多名专业技术人员中，有高级工程师100多名，工程师250多名，拥有一批从五十年代到六十年代初我国最早从事研究、生产半导体硅材料、高纯金属和化合物半导体材料的技术骨干。生产、科研采用先进工艺，有一批国外引进和国内自制的大型高、精、尖设备与仪器，是一个高新技术产品生产单位。厂、所座落在风景秀丽的峨眉山下，高纯气体、高纯试剂及其他产品。有氢气、氧气、氮气、液氮、蒸馏水、螺旋板式换热器、精密阀门、无水乙醇等。主要产品有:单(多)晶硅,硅片,外延片,高纯金属及其氧化物,合金,光纤级四氯化硅,硅酸乙酯,高纯硅管,硅舟等。

2、四川新光硅业科技有限责任公司

四川新光硅业科技有限责任公司承建的年产1260吨多晶硅项目，是由原国家计委在2001年以计高技［2001］522号文批准建设的高技术产业化示范项目，并作为四川省委省政府的“一号工程”，也是目前国家正式批准立项在建的年产千吨多晶硅生产项目。

新光硅业年产1260吨多晶硅产业化工程，概算总投资约 12.9亿元人民币，项目达产后年产值约为6亿元。项目采用了在目前国际上多晶硅生产厂家通用的现代化生产方法——改良西门子工艺技术。其中具有世界先进水平的关键技术:三氯氢硅精馏、大型节能还原炉、四氯化硅氢化、还原尾气干法回收等配套工艺技术。新光硅业多晶硅产品主要用是电子芯片用多晶硅和太阳能电池用多晶硅。项目涉及美国、德国、俄罗斯等国设备与技术和工艺。

3、洛阳中硅高科技有限公司

洛阳中硅高科技有限公司是中国有色工程设计院总院以技术入股，同洛阳单晶硅有限公司、洛阳金丰电化集团公司共同组建的有限责任公司。该公司12对高效节能大还原炉样机于2004年1月21日全部完成试验内容，取得成功。生产的多晶硅晶体直径达120mm，长度为2000mm，单炉产量达1480Kg，是目前国内最大的还原炉。该试验的成功，标志着中硅公司年产300吨多晶硅高技术产业化工程建设取得突破性进展，将为扩展到1000吨规模、振兴我国信息产业奠定坚实的基础。

该公司年产300吨多晶硅工程在河南偃师开工建设，该项目总投资2.2亿元人民币，工程建成后将使洛阳成为国内最大的硅材料生产基地。

2007年3月31日，国家科技部组织行业内知名专家在河南省洛阳市对洛阳中硅高科技有限公司承担的国家863课题：“24对棒多晶硅还原炉装置技术研究”进行现场测试和验收。验收意见认为：该装置结构合理，系统先进，操作方便，运行可靠，实现了供料、启动、供电、停炉等全自动控制，是目前国内最大、电耗最低的多晶硅还原炉，各项指标达到或超过了863合同要求；该课题全面、出色地完成了研究任务，多项技术有创新，在中国多晶硅产业化方面取得了重大突破，同意通过验收。

在2006年，中国多晶硅产量仅为290吨，国内市场需求3,800吨以上，大量的多晶硅需求依靠进口，中硅高科的多晶硅产量占当年全国实际总产量的60%以上。

五、多晶硅生产工艺技术分析

多晶硅材料，是指由两个以上尺寸不同的单晶硅组成的硅材料，它的材料性质体现的是各向同性。非晶硅材料，是指硅原子在短距离内有序排列，而在长距离内无序排列的硅材料，其材料的性质也显示各向同性。

目前高纯多晶硅的大规模生产，被美国、日本和德国等少数发达国家所垄断。由于多晶硅的生产必须规模化（至少年产千吨以上）才能赢利，再加技术上的复杂性、专有性和保密性，以及后进入者开发市场困难等因素，建设一座先进且规模化的多晶硅生产企业是相当不容易的。

冶金级硅是制造半导体多晶硅的原料，它由石英砂（二氧化硅）在电弧炉中用碳还原而成。尽管二氧化硅矿石在自然界中随处可见，但仅有其中的少数可以用于冶金级硅的制备。一般来说，要求矿石中二氧化硅的含量应在97%-98%以上，并对各种杂质特别是砷、磷和硫等的含量有严格的限制。在用于制造高纯多晶硅的冶金硅中，除了含有99%以上的硅（Si）外，还含有铁（Fe）、铝(Al)、钙 (Ca)、磷(P)、硼(B)等，它们的含量在百万分之几十个到百万分之一千个（摩尔分数）不等。而半导体硅中的杂质含量应该降到10-9（摩尔分数）的水平，太阳级硅中的杂质含量应降到10-6（摩尔分数）的水平。要把冶金硅变成半导体硅或者太阳能硅，显然不可能在保持固态的状态下提纯，而必须把冶金硅变成含硅的气体，先通过分馏与吸附等方法，对气体提纯，然后再把高纯的硅源的气体，通过化学气相沉积（CVD）的方法转化成为多晶硅。目前生产制造高纯多晶硅的方法，主要有3大流派，即：用SIMENS法（又称SiHCl3法）生产多晶硅棒；用AsiMi法(又称SiH4法)生产多晶硅棒；利用SiH4硅源制造颗粒状多晶硅。

1．SIMENS法（SiHCl3法）生产多晶硅

该法于1954年推出，随即淘汰了当时使用的SiCl4锌还原法，而成为迄今一直使用的方法。它的第一步，是在250-350的温度下让冶金硅粉末和氯化氢在流化床上反应；第二步，是对SiHCl3进行分馏，在这一过程中可以把具有不同沸点的氯化物分离出来；第三步，是硅的沉积。多晶硅反应炉一般均采用单端开口的钟罩形式。通常多晶硅的沉积反应要进行200-300h,使沉积在硅桥上的硅棒直径达到150-200mm.。

2. AsiMi法(SiH4法)制造多晶硅

20世纪60年代末期，AsiMi公司提出了用SiH4作为原料生产多晶硅。利用SiH4原料制造多晶硅棒，一般使用金属钟型罩炉。在高温时，SiH4会分解产生Si与H2，此法的总生产成本要比SiHCl3法为高。

3．颗粒状多晶硅制造技术

此法起源于Ethyl公司的SiH4法。1987年商业化的颗粒状多晶硅开始投入生产。该技术利用流体床反应炉将SiH4分解，而分解形成的硅则沉积在一些自由流动的微细晶种颗粒上，形成粒状多晶硅。由于晶体表面积很大，使得流体床反应炉的效率高于传统的Simens炉，因而其产品的生产成本较低。

上面介绍的高纯多晶硅，是生产制造晶体硅光伏电池的最基本原材料，用它首先制成单晶硅锭或多晶硅锭，然后经切割即成为生产晶体硅光伏电池用的硅片。

1．单硅硅锭

单硅硅锭是生产和制造单晶硅光伏电池的原材料。它通过对高纯多晶硅的熔化，采用熔体直拉法（CZ）或悬浮区熔法（FZ）制取。其直径约为100～300㎜，长度可达1m以上。目前在硅单晶总产量中，80%以上是CZ硅，剩余约20%则主要是FZ硅。FZ法不需要使用坩埚，可以获得电阻率和纯度都很高的硅单晶，但其生产硅单晶的成本高，而且随着硅晶体的大直径化，生产技术也受到限制。

2．铸造多晶硅（mc-si）锭

用铸造多晶硅制造的光伏电池，目前已占到光伏电池总产量的53%左右，成为最主要的光伏电池材料。铸造多晶硅与直拉单晶硅相比其主要优势是材料利用率高，制备成本低；其缺点是具有晶界、高密度位错、微缺陷和相对较高的杂质浓度，使得晶体的质量明显低于硅单晶，从而降低了光电转换效率。

利用铸造技术制备多晶硅锭目前有两种主要工艺:

1.浇铸法

即在一个坩蜗内将高纯多晶硅原料熔化,然后浇铸在另一个经过预热的坩埚内冷却,通过控制冷却速度,采用定向凝固技术制备大晶粒的铸造多晶硅锭。

2．直接熔融定向凝固法

简称直熔法，又称布里奇曼法。即在坩埚内直接将高纯多晶硅熔化，然后通过坩埚底部热交换等方式使熔体冷却，采用定向凝固技术制造多晶硅锭。后一技术在国际产业界得到广泛应用，而前一技术目前只有德国太阳公司和日本京瓷公司等采用。这两种技术，从本质上来讲没有根本区别，都是用铸造法制备多晶硅，其主要区别是采用一只坩埚还是两只坩埚。

六、多晶硅投资项目介绍

1、国外多晶硅项目

德瓦克投资2亿欧元超纯多晶硅新生产厂；Hoku投资2.2亿元美元新建美国爱达荷州多晶硅工厂；日本德山拟投资450亿日元扩建多晶硅新厂；韩国DC化学公司投资2.6亿美元建多晶硅工厂。

2、国内多晶硅项目

江苏大全集团于重庆万州投建多晶硅生产基地；南玻集团投资宜昌多晶硅材料及太阳能电池产业项目；上海投建牡丹江3000吨多晶硅项目；江苏阳光一期1500吨多晶硅项目已开工建设；云南爱硅信科技有限公司投资多晶硅项目；美国通用硅材料有限公司投建多晶硅项目落户南昌；青海年产千吨多晶硅项目；徐州中能光伏有限公司多晶硅投产；扬州高邮由江苏顺大半导体发展有限公司投资太阳能级多晶硅料制备的关键技术开发及规模产业化项目获批。

七、多晶硅发展的风险与建议

1、多晶硅发展的主要问题

在我国多晶硅产业中虽然出现了可喜的发展势头，但也存在着风险和隐忧。

一是多晶硅产能发展规划过大。据不完全统计，目前，国内已有10多个省市，20多家企业在酝酿或者申报多晶硅项目，所公布的设计产能将达到6万吨，超过世界产量的总和。根据2006年12月国家发改委第43号令，批复的17个新能源高技术项目中，仅光伏发电项目就达7个。如果全部达产后，多晶硅产量将会出现供大于求的局面，市场价格难免会一落千丈，相关产业将面临着产业风险。

二是多晶硅的用量相对有限。国内只有少数偏远地区少量使用多晶硅太阳能电池，而大量的太阳能电池及组件，主要销售市场在国外。在德国，他们推广使用太阳能清洁能源，但是市场也是有限的。我国如果超量发展则有滞销的危险。

三是国内没有掌握多晶硅核心技术。在这一领域，目前多晶硅的核心技术仍掌握在美、德、日等少数国家手中，我国太阳能厂家并没有竞争优势。我国规划那么多的多晶硅项目，如果没有技术支撑，也只能是有数量而没有质量。据了解，目前国外对我国采取技术封闭策略，不与中国企业合资、合作，只卖产品。中国多晶硅项目想在短时间内大规模生产，尚不会成为现实。国外的技术封锁虽不能扼杀我国自主开发，但至少将延缓中国硅产业的发展。可见，中国太阳能电池制造产业仍然受制于多晶硅的供应。

四是多晶硅成本高利润空间较小。目前，在多晶硅到单晶硅的产业链中，单晶硅有两种产品，一种是重量级的电路级硅片，一种是轻量级的太阳能级硅片，但是，不管是太阳能级硅片还是电路级硅片生产，多晶硅的成本都占总成本的70％以上，多晶硅价格奇高，就直接影响着下游生产商的利润。

2、多晶硅行业发展的对策和建议

一、发展壮大我国多晶硅产业的市场条件已经基本具备、时机已经成熟，国家相关部门加大对多晶硅产业技术研发，科技创新、工艺完善、项目建设的支持力度，抓住有利时机发展壮大我国的多晶硅产业。

二、支持最具条件的改良西门子法共性技术的实施，加快突破千吨级多晶硅产业化关键技术，形成从材料生产工艺、装备、自动控制、回收循环利用的多晶硅产业化生产线，材料性能接近国际同类产品指标；建成节能、低耗、环保、循环、经济的多晶硅材料生产体系，提高我们多晶硅在国际上的竞争力。

三、依托高校以及研究院所，加强新一代低成本工艺技术基础性及前瞻性研究，建立低成本太阳能及多晶硅研究开发的知识及技术创新体系，获得具有自主知识产权的生产工艺和技术。

四、政府主管部门加强宏观调控与行业管理，避免低水平项目的重复投资建设，保证产业的有序、可持续发展。