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打破國外技術(shù)封鎖 引領(lǐng)國內(nèi)創(chuàng)新發(fā)展

12月16日，華陸工程科技有限責任公司自主開發(fā)的“光伏電子材料高純晶硅新工藝技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”通過中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。以中國工程院院士陳建峰為主任的鑒定委員會認為，該技術(shù)成果打破了國外技術(shù)封鎖，填補了國內(nèi)空白，總體處于國際領(lǐng)先水平。

高純晶硅是一種重要的光伏和半導(dǎo)體材料。作為我國多晶硅技術(shù)研發(fā)和工程設(shè)計的領(lǐng)軍企業(yè)，華陸公司15年來深耕光伏領(lǐng)域，在多晶硅技術(shù)開發(fā)方面創(chuàng)新探索并迭代優(yōu)化升級，成功掌握多晶硅冷氫化系列技術(shù)成果，改變了核心技術(shù)受制于人的被動局面。

華陸公司材料能源事業(yè)部主任工程師劉繼三介紹，該公司發(fā)明了高效能大型四氯化硅冷氫化新技術(shù)及裝備、大型還原爐熱能梯級利用技術(shù)和多級耦合精密精餾技術(shù)及高效氯硅烷渣漿回收及高沸裂解處理技術(shù)，四氯化硅單程轉(zhuǎn)化率（反應(yīng)效率）高達29%—32%，為全球最好水平，單套反應(yīng)器四氯化硅處理能力可達40萬噸/年。這些整體技術(shù)已在多家多晶硅龍頭企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，國內(nèi)市場占有率高于90%，大幅降低了生產(chǎn)裝置投資和成本，全面提升了行業(yè)技術(shù)水平，經(jīng)濟和社會效益十分顯著。

據(jù)悉，生產(chǎn)1噸多晶硅副產(chǎn)約20噸四氯化硅，有效將四氯化硅轉(zhuǎn)化為多晶硅的原料三氯氫硅，是整個多晶硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。作為全球先進的工藝技術(shù)方案，冷氫化因具有轉(zhuǎn)化率高、能耗低、投資小等特點，近年來逐漸代替熱氫化技術(shù)。華陸公司開發(fā)的第五代冷氫化技術(shù)，今年在新疆新特晶體硅高科技有限公司2.4萬噸高純多晶硅轉(zhuǎn)型升級項目實現(xiàn)首次工業(yè)應(yīng)用。裝置4月投產(chǎn)以來連續(xù)穩(wěn)定滿負荷運行，四氯化硅轉(zhuǎn)化率、能耗等關(guān)鍵指標均優(yōu)于設(shè)計值和國內(nèi)同類裝置。三氯氫硅電耗降至145千瓦時/噸，創(chuàng)國內(nèi)最佳水平。

華陸公司總工程師駱彩萍表示，公司充分發(fā)揮自主研發(fā)技術(shù)工程化優(yōu)勢，堅持以多晶硅等為代表的拳頭產(chǎn)品經(jīng)濟效益高、產(chǎn)品質(zhì)量好、市場競爭強，形成了從3000噸級到30000噸級的系列多晶硅技術(shù)工藝包，實現(xiàn)多晶硅產(chǎn)品由千噸級到萬噸級的跨越，承擔設(shè)計的多晶硅項目總產(chǎn)能占全國總產(chǎn)能的90%以上，為中國多晶硅快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，得到了行業(yè)廣泛認可。2020年以來，華陸公司承擔了國內(nèi)大多數(shù)新開工多晶硅項目的工程設(shè)計和部分項目總承包，市場品牌影響力進一步增強。截至目前，華陸公司設(shè)計的多晶硅產(chǎn)能全部達產(chǎn)后，年新增光伏發(fā)電總量約1.35萬億千瓦時，預(yù)計每年可減少碳排放約12.5億噸。

目前，該技術(shù)成果已獲批專有技術(shù)3項、授權(quán)中國發(fā)明專利6件和實用新型專利10件、澳大利亞發(fā)明專利1件。

作為半導(dǎo)體材料，目前全球90%以上的光伏電池及半導(dǎo)體元器件均采用硅基材料。2005年，全球太陽能電池產(chǎn)量快速增加，直接拉動多晶硅迅猛增長，迎來井噴式發(fā)展。彼時，多晶硅生產(chǎn)技術(shù)僅由德國、美國、日本等少數(shù)發(fā)達國家掌握，中國95%以上的多晶硅材料依賴進口，國內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模小，工藝技術(shù)路線不完整，環(huán)境污染重、消耗成本高。

早在2006年，憑借自身在有機硅、三氯氫硅合成方面積累的經(jīng)驗和技術(shù)優(yōu)勢，華陸公司開發(fā)成功多晶硅冷氫化技術(shù)，填補了我國多晶硅領(lǐng)域的空白，成為全球第4個擁有多晶硅生產(chǎn)技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)的國家。2007年12月，我國第一套使用冷氫化技術(shù)的多晶硅生產(chǎn)裝置在江蘇中能集團建成投產(chǎn)。此后他們不斷改進優(yōu)化，二代、三代、四代及五代技術(shù)接連誕生，冷氫化裝置反應(yīng)器擴大至4.5米。隨著裝置產(chǎn)能規(guī)模擴大，工藝也相應(yīng)改進提升，四氯化硅轉(zhuǎn)化率提升，能耗進一步降低。與第一代相比，第五代技術(shù)三氯氫硅電耗從1000千瓦時/噸降至150千瓦時/噸，為目前國外冷氫化技術(shù)的一半左右，僅為傳統(tǒng)熱氫化工藝的7.5%。（李軍 高瑾/文 李東宇/圖）