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打破國外技術封鎖 引領國內創新發展

12月16日，華陸工程科技有限責任公司自主開發的“光伏電子材料高純晶硅新工藝技術及產業化應用”通過中國石油和化學工業聯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，該技術成果打破了國外技術封鎖，填補了國內空白，總體處于國際領先水平。

高純晶硅是一種重要的光伏和半導體材料。作為我國多晶硅技術研發和工程設計的領軍企業，華陸公司15年來深耕光伏領域，在多晶硅技術開發方面創新探索并迭代優化升級，成功掌握多晶硅冷氫化系列技術成果，改變了核心技術受制于人的被動局面。

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

據悉，生產1噸多晶硅副產約20噸四氯化硅，有效將四氯化硅轉化為多晶硅的原料三氯氫硅，是整個多晶硅生產環節的關鍵。作為全球先進的工藝技術方案，冷氫化因具有轉化率高、能耗低、投資小等特點，近年來逐漸代替熱氫化技術。華陸公司開發的第五代冷氫化技術，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型升級項目實現首次工業應用。裝置4月投產以來連續穩定滿負荷運行，四氯化硅轉化率、能耗等關鍵指標均優于設計值和國內同類裝置。三氯氫硅電耗降至145千瓦時/噸，創國內最佳水平。

華陸公司總工程師駱彩萍表示，公司充分發揮自主研發技術工程化優勢，堅持以多晶硅等為代表的拳頭產品經濟效益高、產品質量好、市場競爭強，形成了從3000噸級到30000噸級的系列多晶硅技術工藝包，實現多晶硅產品由千噸級到萬噸級的跨越，承擔設計的多晶硅項目總產能占全國總產能的90%以上，為中國多晶硅快速發展奠定了基礎，得到了行業廣泛認可。2020年以來，華陸公司承擔了國內大多數新開工多晶硅項目的工程設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，華陸公司設計的多晶硅產能全部達產后，年新增光伏發電總量約1.35萬億千瓦時，預計每年可減少碳排放約12.5億噸。

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

作為半導體材料，目前全球90%以上的光伏電池及半導體元器件均采用硅基材料。2005年，全球太陽能電池產量快速增加，直接拉動多晶硅迅猛增長，迎來井噴式發展。彼時，多晶硅生產技術僅由德國、美國、日本等少數發達國家掌握，中國95%以上的多晶硅材料依賴進口，國內生產規模小，工藝技術路線不完整，環境污染重、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驗和技術優勢，華陸公司開發成功多晶硅冷氫化技術，填補了我國多晶硅領域的空白，成為全球第4個擁有多晶硅生產技術自主知識產權的國家。2007年12月，我國第一套使用冷氫化技術的多晶硅生產裝置在江蘇中能集團建成投產。此后他們不斷改進優化，二代、三代、四代及五代技術接連誕生，冷氫化裝置反應器擴大至4.5米。隨著裝置產能規模擴大，工藝也相應改進提升，四氯化硅轉化率提升，能耗進一步降低。與第一代相比，第五代技術三氯氫硅電耗從1000千瓦時/噸降至150千瓦時/噸，為目前國外冷氫化技術的一半左右，僅為傳統熱氫化工藝的7.5%。（李軍 高瑾/文 李東宇/圖）