中國粉體網(wǎng)訊  石英具有硬度高、化學性能穩(wěn)定、隔熱性好等優(yōu)點，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。光伏硅料即太陽能級多晶硅，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，具有熔點高、硬度大、有脆性、常溫下化學性質(zhì)不活潑等特性，且具有半導體性質(zhì)，是極為重要的優(yōu)良半導體材料，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，我國硅石資源儲量豐富，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，也是半導體產(chǎn)業(yè)和硅太陽能電池的基礎設備。石英坩堝在使用過程中會發(fā)生析晶、膨脹和機器應力破裂，是消耗性器皿。隨著我國提拉單晶硅特別是太陽能用硅錠生產(chǎn)能力的不斷擴大，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，坩堝用石英砂對不同雜質(zhì)含量都存在要求，如堿金屬雜質(zhì)含量過高會促使坩堝析晶，使坩堝失透和變形，羥基含量過高會導致坩堝鼓包等。

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)擴產(chǎn)規(guī)劃較少。美國西比科、挪威TQC基本依賴美國的斯普魯斯派恩礦床，該礦床屬于花崗偉晶巖（白崗巖），具有儲量大、雜質(zhì)少、氣泡表現(xiàn)好、礦石品質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點，但石英含量較低，開采時會伴隨產(chǎn)生大量其他副產(chǎn)品，考慮開采經(jīng)濟性，海外企業(yè)擴產(chǎn)意愿較低。石英股份等國內(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)定性等方面尚與進口產(chǎn)品有一定差異，目前大部分國產(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，對鐵含量的要求更低，這就對玻璃的原料提出了更高的要求。

來源：信義光能

超白玻璃對透光率要求很高，一般要達到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，對鐵含量的要求更低，這就對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，但有的原料達不到低鐵要求，如在普通的玻璃生產(chǎn)中使用的長石和白云石原料，為了降低含鐵成分可以最大限度地進行精選。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要從石英本身的物理化學性質(zhì)出發(fā)。不同成因的石英原料，其化學成分、礦物組成、嵌布粒度和固結度等性質(zhì)存在差異，其應用領域也有所不同。光伏產(chǎn)業(yè)鏈的不同環(huán)節(jié)對石英砂的應用要求也不同，因此必須對石英原料進行選擇與判別。

2023年4月21日，中國粉體網(wǎng)將在安徽鳳陽舉辦“第一屆光伏行業(yè)用石英砂技術與市場交流大會”。西南科技大學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》的報告，屆時，她會詳細介紹光伏行業(yè)中石英原料的判別與加工方法。

參考來源：

時波等.光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈思考

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

張大虎等.單晶硅生長用石英坩堝的組成與結構特征

王雅婷.太陽能光伏玻璃生產(chǎn)中原料的控制

吳逍.高純石英原料選擇評價及提純工藝研究

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

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