圓圓的小小顆，散發(fā)金屬光澤，卻是環(huán)境的救星。

根據(jù)瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院研究推論，1公頃的樹冠面積每年可消耗205噸二氧化碳。相較于棒狀硅，從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，生產(chǎn)1GW組件至少降低二氧化碳排放約19%。每生產(chǎn)1萬噸顆粒硅，減少二氧化碳排放約38.9萬噸，相當(dāng)于多種樹約190萬棵。

隨著全球能源需求的不斷增長和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，顆粒硅作為一種高效節(jié)能材料，其發(fā)展前景十分廣闊。

圖片來源：協(xié)鑫科技

什么是顆粒硅？

顆粒硅全稱為顆粒狀多晶硅，是多晶硅的一種形態(tài)，主要是硅烷流化床法生產(chǎn)出來的顆粒狀多晶硅，它的形狀類似球形，粒徑通常在幾個平均粒徑為1-2mm左右。

顆粒硅的研發(fā)歷史比較悠久，早在上世紀(jì)五十年代就有學(xué)者提出了通過化學(xué)氣相沉積的原理來制備多晶硅。隨后在此基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，形成了目前的工藝。

關(guān)鍵設(shè)備流化床反應(yīng)器的關(guān)鍵工藝流程如下：作為晶種的高純度硅籽晶從流化床反應(yīng)器上部加入后，堆積形成晶種顆粒床層，將床層加熱到反應(yīng)要求的溫度后，從反應(yīng)器底部通入硅烷、氫氣的混合氣使晶種床層達(dá)到流化狀態(tài)，預(yù)熱的混合氣通過加熱床層時，硅烷分解形成單質(zhì)硅沉積到硅籽晶表面。從反應(yīng)溫度來講，硅烷在流化床內(nèi)熱解的溫度僅為500-800℃。流化床工藝的特點給生產(chǎn)多晶硅帶來多重優(yōu)勢，硅烷流化床內(nèi)溫度分布比較均一，反應(yīng)器內(nèi)硅沉積的表面積大，沉積速率快，可以實現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料、出料。

顆粒硅優(yōu)點是什么？

顆粒硅優(yōu)點是：

1、形似球狀，流動性好，中位粒徑在2mm左右，適合單晶復(fù)投。2、無棱角，延長石英加料筒的壽命，降低相關(guān)輔材成本。3、無需破碎，避免破碎損耗，消除破碎過程中引入雜質(zhì)的風(fēng)險。4、流動性好，使得自動化加料成為可能，加速生產(chǎn)智能化提升。

相比塊狀硅，顆粒硅減少了破碎環(huán)節(jié)，對石英加料筒的內(nèi)壁沖擊損耗低。顆粒硅填充性好，用加料桶可以多裝15-20%的顆粒硅。

顆粒硅主要的優(yōu)勢在于碳排放量減少74%，耗電量減少，單位制造成本可以降低20-30%。

哪些企業(yè)布局顆粒硅？

目前中國生產(chǎn)顆粒硅的主要企業(yè)包括：協(xié)鑫科技、陜西有色天宏瑞科硅材料有限責(zé)任公司等企業(yè)。

1、協(xié)鑫科技

作為全球領(lǐng)先的高效光伏材料研發(fā)和制造商，協(xié)鑫科技掌握并引領(lǐng)高效光伏材料技術(shù)的發(fā)展方向。在國內(nèi)最先研發(fā)的改良西門子法（GCL法）超大規(guī)模多晶硅生產(chǎn)工藝，榮獲國家專利獎；擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的硅烷流化床技術(shù)，收購美國Sun Edison的FBR專利及技術(shù)團(tuán)隊，目前已成功實現(xiàn)顆粒硅商業(yè)化量產(chǎn)。

公司歷經(jīng)十年磨一劍研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心“黑科技”——硅烷流化床法（FBR）顆粒硅，相比傳統(tǒng)的西門子法生產(chǎn)棒狀硅，生產(chǎn)過程中的能源消耗和碳排放顯著降低，符合全球低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢。顆粒硅的低碳價值獲得德國TüV萊茵國際權(quán)威認(rèn)證，顆粒硅最新“搖籃到大門”的碳足跡認(rèn)證值為41kgCO?e/kg，等同于“大門到大門”為16kgCO?e/kg，碳足跡優(yōu)勢明顯。

圖片來源：協(xié)鑫科技

此外，今年協(xié)鑫科技重磅發(fā)布了基于顆粒硅技術(shù)+TaaS區(qū)塊鏈技術(shù)+數(shù)智化技術(shù)的協(xié)鑫碳鏈管理平臺，顆粒硅作為其核心降碳材料，助力光伏全產(chǎn)業(yè)鏈深度脫碳。

什么是協(xié)鑫FBR顆粒硅?

FBR顆粒硅是一種顆粒狀多晶硅，平均粒徑2毫米左右，是光伏、半導(dǎo)體等行業(yè)重要的基礎(chǔ)性材料。

協(xié)鑫科技是全球獨家擁有FBR顆粒硅技術(shù)并且實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)的低碳硅基材料研發(fā)與制造企業(yè)，每公斤FBR顆粒硅生產(chǎn)的綜合電耗比傳統(tǒng)西門子法降低近80%，其低耗、低碳的綠色優(yōu)勢將成為引領(lǐng)光伏產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的新增長點。

圖片來源：協(xié)鑫科技

協(xié)鑫FBR顆粒硅的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)西門子法生產(chǎn)的棒狀硅相比，協(xié)鑫FBR顆粒硅優(yōu)勢可以使用以下幾個關(guān)鍵詞：

1、單位投資更少：單位產(chǎn)能投資成本較改良西門子法降低30%以上；

2、生產(chǎn)成本更低：顆粒硅生產(chǎn)較棒狀硅綜合電耗下降近80%，人力成本下降約60%，水消耗降低49%，氫消耗降低約57%；

3、產(chǎn)品品質(zhì)更高：金屬雜質(zhì)水平、含碳量、含粉率、含氫量全面滿足N型電池品質(zhì)要求；

4、碳足跡更優(yōu)異：獲中、法兩國碳足跡權(quán)威認(rèn)證，全球硅料碳足跡最低；每萬噸每年可減少二氧化碳排放量38.9萬噸；

5、流動性更好：直徑2毫米球形，流動性好，推動下游產(chǎn)業(yè)自動化；

6、技術(shù)壁壘更深：10余年自主研發(fā)，擁有完整的自主知識產(chǎn)權(quán)體系。

FBR法顆粒硅工藝優(yōu)勢

圖片來源：協(xié)鑫

FBR顆粒硅在下游應(yīng)用中有哪些優(yōu)勢？

FBR顆粒硅球狀的外形賦予它良好的流動性，可以進(jìn)一步簡化從FBR顆粒硅產(chǎn)出到運輸、裝料的過程。根據(jù)客戶反饋，F(xiàn)BR顆粒硅在下游應(yīng)用端表現(xiàn)搶眼，可以100%替代原生料中的塊狀硅。

圖片來源：協(xié)鑫

未來，F(xiàn)BR顆粒硅疊加CCz技術(shù)，將持續(xù)助力行業(yè)降本增效：

效率提升：連續(xù)生產(chǎn)連續(xù)加料的CCz拉晶技術(shù)能有效節(jié)約循環(huán)段化料和穩(wěn)溫時間，單爐投料量增加，生產(chǎn)效率及自動化程度有明顯提升；

品質(zhì)升級：拉晶過程液面恒定，產(chǎn)出的單晶硅棒電阻率更加均勻且分布更窄，滿足高效N型電池需求，將更受下游電池片廠商青睞。

2、陜西有色天宏瑞科硅材料有限責(zé)任公司

圖片來源：陜西有色天宏瑞科硅材料有限責(zé)任公司官網(wǎng)

陜西有色天宏瑞科硅材料有限責(zé)任公司（簡稱“天瑞硅材料”）是一家集超純硅材料制造、銷售、服務(wù)和研發(fā)于一體的中外合資高新技術(shù)企業(yè)。公司由陜西有色金屬控股集團(tuán)有限責(zé)任公司的全資子公司陜西有色天宏新能源有限責(zé)任公司和全球領(lǐng)先的硅材料制造公司美國REC Silicon Inc.共同出資組建，于2014年7月正式成立，注冊資本4.98億美元，陜西有色天宏新能源有限責(zé)任公司和美國REC Silicon Inc.分別持有公司84.94%和15.06%的股份。

天瑞硅材料以“煤-電-硅”產(chǎn)業(yè)鏈為依托，引進(jìn)美國REC Silicon全球領(lǐng)先的電子級多晶硅、電子級硅烷氣和粒狀多晶硅生產(chǎn)技術(shù)，建設(shè)年產(chǎn)500噸電子級高純硅烷氣、1000噸電子級多晶硅、18000噸粒狀多晶硅的硅材料生產(chǎn)線，建成后年產(chǎn)值將達(dá)到40億元人民幣。

圖片來源：陜西有色天宏瑞科硅材料有限責(zé)任公司官網(wǎng)

顆粒硅的終端應(yīng)用

顆粒硅具有廣泛的用途，涵蓋了太陽能電池板制造、半導(dǎo)體材料、化工材料、建筑材料、電子封裝材料以及醫(yī)療材料等多個領(lǐng)域。

來源：能課堂、百度百科、協(xié)鑫科技 GCL TECH、陜西有色天宏瑞科硅材料有限責(zé)任公司官網(wǎng)