中國(guó)粉體網(wǎng)訊  石英具有硬度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、隔熱性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種重要的戰(zhàn)略性非金屬礦資源，在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮著重要的作用。

太陽(yáng)能多晶硅的上游原材料：工業(yè)硅

來源：大全能源

光伏硅料是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心原材料。光伏硅料即太陽(yáng)能級(jí)多晶硅，是光伏產(chǎn)業(yè)鏈中最上游的原材料，為帶有金屬光澤的灰黑色固體，具有熔點(diǎn)高、硬度大、有脆性、常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑等特性，且具有半導(dǎo)體性質(zhì)，是極為重要的優(yōu)良半導(dǎo)體材料，被稱為光伏產(chǎn)業(yè)鏈中的“黑金”。硅在自然界中一般以硅酸鹽或二氧化硅的形式存在，自然界中幾乎不存在單體硅，多晶硅作為以工業(yè)硅為原料提純后達(dá)到一定純度的硅材料，起到了優(yōu)秀的中間品作用，有效推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

多晶硅由工業(yè)硅提純而成。工業(yè)硅又稱金屬硅，是由碾碎后的硅石（石英石）和碳質(zhì)還原劑（主要成分為精煤、石油焦、木炭、木片等）在電熱爐中由碳還原二氧化硅而制得，其硅含量一般在99%以上，是多晶硅的上游原材料。硅石是脈石英、石英巖、石英砂巖等的總稱，我國(guó)硅石資源儲(chǔ)量豐富，石英砂是石英礦物經(jīng)破碎加工而成的石英顆粒。

石英坩堝的核心原材料：高純石英砂

石英坩堝是高純石英制成的容器，是光伏行業(yè)不可或缺的重要支撐材料，是太陽(yáng)能產(chǎn)品硅單晶、硅多晶生產(chǎn)中所必需的石英容器，也是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和硅太陽(yáng)能電池的基礎(chǔ)設(shè)備。石英坩堝在使用過程中會(huì)發(fā)生析晶、膨脹和機(jī)器應(yīng)力破裂，是消耗性器皿。隨著我國(guó)提拉單晶硅特別是太陽(yáng)能用硅錠生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)大，石英坩堝需求量與日俱增。

來源：歐晶科技

高純石英砂是石英坩堝核心原材料，其純度顯著影響拉晶效果。拉晶的過程中，石英坩堝內(nèi)部的羥基、雜質(zhì)元素和氣泡的含量將會(huì)影響硅棒的質(zhì)量和石英坩堝的使用壽命，其中工藝路線能夠改善羥基的含量，但雜質(zhì)與氣泡的含量更多依賴于石英砂本身的純度。此外，坩堝用石英砂對(duì)不同雜質(zhì)含量都存在要求，如堿金屬雜質(zhì)含量過高會(huì)促使坩堝析晶，使坩堝失透和變形，羥基含量過高會(huì)導(dǎo)致坩堝鼓包等。

礦源直接影響高純石英砂的產(chǎn)品質(zhì)量，海外石英砂企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃較少。美國(guó)西比科、挪威TQC基本依賴美國(guó)的斯普魯斯派恩礦床，該礦床屬于花崗偉晶巖（白崗巖），具有儲(chǔ)量大、雜質(zhì)少、氣泡表現(xiàn)好、礦石品質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但石英含量較低，開采時(shí)會(huì)伴隨產(chǎn)生大量其他副產(chǎn)品，考慮開采經(jīng)濟(jì)性，海外企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)意愿較低。石英股份等國(guó)內(nèi)企業(yè)使用印度等地的脈石英礦源，品質(zhì)穩(wěn)定性略差，在雜質(zhì)含量、穩(wěn)定性等方面尚與進(jìn)口產(chǎn)品有一定差異，目前大部分國(guó)產(chǎn)砂僅可用于坩堝外層，僅石英股份的部分產(chǎn)品可用于坩堝中內(nèi)層。

光伏超白玻璃的原材料：低鐵石英砂

超白玻璃中的鐵含量在0.015%以下，而用于清潔能源光熱發(fā)電的光伏玻璃等方面的高品質(zhì)超白玻璃需要更高的透過率，對(duì)鐵含量的要求更低，這就對(duì)玻璃的原料提出了更高的要求。

來源：信義光能

超白玻璃對(duì)透光率要求很高，一般要達(dá)到91.5%以上，和普通玻璃相比，主要要求Fe2O3含量低于0.015%，控制在0.012%左右。而用于清潔能源光熱發(fā)電的光伏玻璃等方面的高品質(zhì)超白玻璃需要更高的透過率，對(duì)鐵含量的要求更低，這就對(duì)玻璃的原料提出了更高的要求。在超白玻璃的配合料中，石英砂一般占重量比的60%以上，是影響玻璃鐵含量大小的主要因素，且石英砂的熔解溫度較高，決定了玻璃的熔制形成速度。對(duì)于大多玻璃生產(chǎn)來說，各種原料中的Fe2O3屬于有害成分，含量越低越好，但有的原料達(dá)不到低鐵要求，如在普通的玻璃生產(chǎn)中使用的長(zhǎng)石和白云石原料，為了降低含鐵成分可以最大限度地進(jìn)行精選。因此在石英砂生產(chǎn)過程中提高石英砂的品位，降低鐵元素的含量顯得非常重要。

石英原料的資源利用特點(diǎn)要從石英本身的物理化學(xué)性質(zhì)出發(fā)。不同成因的石英原料，其化學(xué)成分、礦物組成、嵌布粒度和固結(jié)度等性質(zhì)存在差異，其應(yīng)用領(lǐng)域也有所不同。光伏產(chǎn)業(yè)鏈的不同環(huán)節(jié)對(duì)石英砂的應(yīng)用要求也不同，因此必須對(duì)石英原料進(jìn)行選擇與判別。

2023年4月21日，中國(guó)粉體網(wǎng)將在安徽鳳陽(yáng)舉辦“第一屆光伏行業(yè)用石英砂技術(shù)與市場(chǎng)交流大會(huì)”。西南科技大學(xué)孫紅娟教授將帶來題為《光伏產(chǎn)業(yè)鏈三種不同石英原料的判別與加工》的報(bào)告，屆時(shí)，她會(huì)詳細(xì)介紹光伏行業(yè)中石英原料的判別與加工方法。

參考來源：

時(shí)波等.光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈思考

未來智庫(kù).光伏硅料行業(yè)研究：光伏產(chǎn)業(yè)鏈的“黑金”，雙碳時(shí)代擁硅為王

張大虎等.單晶硅生長(zhǎng)用石英坩堝的組成與結(jié)構(gòu)特征

王雅婷.太陽(yáng)能光伏玻璃生產(chǎn)中原料的控制

吳逍.高純石英原料選擇評(píng)價(jià)及提純工藝研究

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

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