【研报】电气设备行业光伏硅料专题报告：硅料供需趋紧持续龙头扩产提速-210302（27页）.pdf

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1、光伏行业是多晶硅使用量最大的行业领域。根据中国光伏行业协会数据， 2019 年全球多晶硅产量 50.8 万吨，其中，太阳能级块状硅约为 45.8 万吨，占比约为90.1%。太阳能级多晶硅对杂质有严格的要求，通常要求其中杂质总含量低于 10-6，即多晶硅的纯度需达到 99.9999%以上，尤其是对其硼、磷元素的要求尤为严格，高纯多晶硅的制备是光伏产业链中技术含量较高的环节。太阳能级多晶硅主要分类如下：（1）根据下游生产硅片的不同，可将多晶硅分为单晶硅片用料和多晶硅片用料，单晶硅片用料指用于单晶硅拉制并生产单晶硅片的多晶硅，多晶硅片用料指用于多晶铸锭并生产多晶硅片的多晶硅；（2）根据多晶硅掺入杂质

2、及导电类型的不同，可分为 P 型、N 型，其中，当硅中掺杂以施主杂质（V族元素，如磷、砷、锑等）为主时，以电子导电为主，为 N 型多晶硅，当硅中掺杂以受主杂质（族元素，如硼、铝、镓等）为主时，以空穴导电为主，为 P 型多晶硅；（3）根据技术指标的差别可以将太阳能级多晶硅分为四级，即特级品、1 级品、2 级品、3 级品；（4）根据客户是否可以直接投炉使用，可以将多晶硅分为免洗料和非免洗料，免洗料经检验后可以直接投炉使用，非免洗料需要经过分拣、打磨、清洗等工序方可使用；（5）根据多晶硅的表面质量不同，又可将多晶硅细分为致密料、菜花料、珊瑚料等；（6）根据外形可以分为块状和棒状。 生产多晶

3、硅的主要工艺西门子法。西门子法为生产多晶硅的原有工艺，是以氢气还原高纯度三氯氢硅，在加热到 1,100左右的硅芯上沉积多晶硅的生产工艺。改良西门子法。目前国内外最主流及最成熟的多晶硅生产工艺，又称“闭环西门子法”。其主要是在西门子法基础上增加了尾气回收和四氯化硅氢化工艺，实现了生产过程的闭路循环，避免副产品直接排放污染环境，并实现原料的循环利用，有效降低了生产成本。目前，改良西门子法技术已经相对成熟，技术较为稳定，当前的技术发展目标主要是持续提高生产效率，提升产品质量，降低物耗、能耗，降低多晶硅成本。因此，短期内技术迭代的风险较小。硅烷流化床法。多晶硅生产工艺之一。硅烷流化床法是以四氯化硅、氢

4、气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。硅烷流化床法虽然经过几十年的发展，但目前产量占比仍然很低，2019 年全球多晶硅产量中硅烷流化床法生产的颗粒多晶硅占比为 2.2%。相比于改良西门子法，硅烷流化床法具有投资强度低、尾气易于回收利用、硅烷分解温度低、能耗低、便于采用流化床连续生产、项目人员需求少等竞争优势。但硅烷易燃、易爆的突出特点和安全隐患，限制了硅烷流化床法的推广使用。此外，质量方面，硅烷流化床法生产的产品的金属杂质、碳含量等与电子级或太阳能级多晶硅的国家标准要求还有差距。硅烷流化床法短期内取代改良西门子法的可能性较低，但中长期来看，硅烷流化床法占比有望逐渐提高，CPIA 预计，至 2025 年硅烷流化床法占比将提高到 7%。目前在主流的改良西门子法中，多晶硅生产成本主要由电力、原料和折旧组成，其中电力成本占比最大，约 35%；硅粉成本占比约 30%；折旧成本占比约 15%，三者合计占到总成本的 80%左右。