第一情报 ---材料工业

全球多晶硅供不应求

供稿人:路炜  供稿时间:2006-11-7   关键字:多晶硅  市场  技术  半导体  太阳能电池  
作为半导体、太阳能电池的重要原材料的多晶硅产品,目前世界市场供应紧张。特别是以欧洲为中心的太阳能电池市场的迅速扩大、普及,更使得多晶硅的供应雪上加霜。2006年国际市场上多晶硅的价格一度攀升至80~100美元/公斤。在2006年、2007年这种多晶硅供需不平衡的局面将会愈演愈烈。
 
供应
 
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。据国外资料分析报道,2005年全球多晶硅产量为28800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15000吨,供不应求,从2006年开始太阳能级和半导体级多晶硅需求的均有缺口,其中太阳能级产能缺口更大。
 
需求
 
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,至2010年太阳能电池用多晶硅至少在30000吨以上,表1给出了世界太阳能多晶硅供需的预测。
 
          表1:太阳能电池用多晶硅供需差(估计)       单位:吨

 
2006年
2007年
2008年
2009年
2010年
可供量
10400
12400
13400
 
 
电池以15%增长需要量
11500
13230
15210
17492
20115
不足量
1100
830
1830
 
 
电池以30%增长需要量
13000
16900
21970
28561
37129
不足量
2600
4500
8570
 
 

资料来源:金属时评,2005年
 
技术
 
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。目前在国外半导体级多晶硅生产技术中,除西门子法生产多晶硅的工艺外,还有硅烷热分解生产棒状、粒状多晶硅工艺以及SiH2Cl2热分解法等多种工艺。其中,改良西门子法占全球产量的80%以上,以生产棒状多晶硅为主、粒状多晶硅为辅,其主要优点是节能降耗显著、成本低、质量高、对环境不产生污染,具有明显的竞争优势。随着今后单晶直径增大,石英坩埚同时被要求增大到极限时,可能会加大采用连续供料拉晶法,使粒状多晶硅的需求量与生产量提高。太阳能电池用的多晶硅,以前主要采用铸造硅技术生产,目前已经开始使用部分半导体级低档多晶硅和单晶硅的头尾料进行生长。
 
多晶硅的短缺已经引起了各个电子行业巨头的警惕。目前世界9大多晶硅厂商竞相开发直接由冶金级硅制造太阳电池等级多晶硅的新技术,如表2。预计2007年后将陆续投产,成本约为目前多晶硅的一半,到2008年才能解决太阳能电池产业原料短缺的问题。
 
表2 制造太阳电池等级多晶硅的新技术
 
公司
国家
原料
工艺
生产目标(吨/年)
预期开工时间
Wacker
德国
三氯硅烷
流化床反应器
至少500
2007年初
JSSI
德国
硅烷
管式反应器
800(试产)
2007年初
SGS
美国
硅烷
流化床反应器
2600-4300
2008年初
Hemlock
美国
三氯硅烷
流化床反应器
3000-5000
2008年中
Tokuyama
日本
三氯硅烷
气-液沉积
数千
2008年
Chisso
日本
四氯化硅
锌还原
未知
未知
Elkem
挪威
冶金级硅
除渣/蚀刻/精炼
2000-5000
2007/2008年
Invensil
法国
冶金级硅
等离子纯化
未知
未知
Sunergy/ECN/Sintef Scanarc
荷兰/挪威/瑞典
高等级石英/碳黑
碳热还原
500-1000(试产)
2007年
 
资料来源:化工资讯与商情,上海科技情报所翻译整理
 
主要参考文献
 
多晶硅产业状况及发展建议. http://www.solar-pv.cn/bencandy.php?fid=37&id=1055
蔡松雨. 太阳能电池产业介绍[J]. 化工资讯与商情. 2005(30).-26-33

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