來源:科工力量

原標(biāo)題：“落后”的光伏產(chǎn)業(yè)出了個專利優(yōu)秀獎？我們找專家聊了聊

　　2016年末，國際能源署（IEA）報告稱，光伏發(fā)電市場在2016年中增長了四分之一，而中國在其中發(fā)揮了關(guān)鍵性作用——中國生產(chǎn)了40％的世界太陽能電池面板（美國公司僅有20％），使太陽能電池板的價格在8年里下降了近80％。同時，中國政府大力扶持光伏產(chǎn)業(yè)，在2015年中國成為全球最大太陽能裝機(jī)市場。

　　不久前，國家知識產(chǎn)權(quán)局正式發(fā)布“第十八屆中國專利獎”評審結(jié)果。經(jīng)過江蘇省知識產(chǎn)權(quán)局推薦、國家知識產(chǎn)權(quán)局審核及社會公示，協(xié)鑫集團(tuán)旗下江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司的發(fā)明專利《GCL法多晶硅生產(chǎn)方法》獲得中國專利優(yōu)秀獎。

　　那么，中國專利優(yōu)秀獎含金量如何？這個發(fā)明專利到底意味著什么？記者找到了協(xié)鑫集團(tuán)中央研究院副總工程師范斌，和他聊了聊，為大家答疑解惑。

　　

　　

　　記者：不久前，協(xié)鑫集團(tuán)旗下江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司的發(fā)明專利《GCL法多晶硅生產(chǎn)方法》獲得中國專利優(yōu)秀獎。能具體解釋一下什么是GCL法多晶硅生產(chǎn)方法？

　　范斌：GCL法是改良西門子法的進(jìn)一步改進(jìn)，主干工藝流程是基于改良西門子法的，但在一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了重新設(shè)計。

　　記者：GCL法多晶硅生產(chǎn)方法相對以往的生產(chǎn)方法有何獨到之處，或者說相對于改良西門子法和硅烷法有哪些優(yōu)勢？緣何能獲得中國專利優(yōu)秀獎呢？

　　范斌：GCL法相對于改良西門子法的主要改進(jìn)是顯著降低了單位能耗。中能硅業(yè)的GCL法生產(chǎn)的高純硅料，每公斤電耗顯著低于采用改良西門子法的國內(nèi)外其他廠家。

　　目前所說的硅烷法亦稱流化床法，簡單說就是將硅烷氣體通入反應(yīng)流化床，通過連續(xù)熱裂解獲得小顆粒硅料，相對于GCL法能進(jìn)一步降低能耗。中能硅業(yè)也已建成流化床法生產(chǎn)線并投入生產(chǎn)。

　　記者：能具體介紹下多晶硅和單晶硅的區(qū)別么？比如性能、生產(chǎn)成本、用途等等方面的不同？

　　范斌：改良西門子法、GCL法或者硅烷法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品稱為高純硅料，通常純度在99.9999%以上（6個9）。將高純硅料熔化后直接澆鑄成立方硅錠，就得到了多晶硅；將高純?nèi)刍�后通過提拉法獲得單晶，就得到了單晶硅。顧名思義，多晶硅的硅錠中存在許許多多互相獨立的晶格，像是由許多小晶體拼接起來的，而單晶硅棒或者單晶硅片整體屬于同一個晶體。

　

　　

　　由硅料澆鑄成多晶硅錠，每公斤約需要消耗6度電；由硅料提拉成單晶硅，每公斤維需要消耗30度電，因此多晶硅材料的成本低于單晶硅材料。從性能角度看，因為單晶硅的內(nèi)部缺陷較少，單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率高于多晶硅太陽能電池，通常高兩個百分點左右。

　　記者：多晶硅的主要用途有哪些？

　　范斌：多晶硅就是用來做太陽能電池的，沒有別的用途。

　　記者：在光伏發(fā)電方面用的薄膜材料是多晶硅還是單晶硅？

　　范斌：光伏發(fā)電方面用的薄膜材料既不是多晶硅也不是單晶硅，而是非晶硅、銅銦鎵硒、碲化鎘、鈣鈦礦等等。

　　記者：那單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池有什么區(qū)別？

　　范斌：市面上太陽能電池分為薄膜太陽能電池和晶體硅太陽能電池兩種，晶體硅太陽能電池從硅片切出來，可以是單晶硅，也可以是多晶硅，統(tǒng)一都叫晶體硅。差別在于一個性能好一些，但成本高一些，而另一個成本低一些，但性能差一些。而薄膜太陽能電池就是用其他一些工藝在玻璃上做出一層薄膜，這個和晶體硅太陽能電池就沒什么關(guān)系了。

　　記者：那晶體硅太陽能電池和薄膜太陽能電池孰優(yōu)孰劣？

　　范斌：目前市場上的主流是晶體硅，目前市場上90%的市場份額都是晶體硅太陽能電池，但薄膜技術(shù)也在不斷進(jìn)步，將來在國際市場上，薄膜太陽能電池占據(jù)更大市場份額也是有可能的。

　　從技術(shù)上說，兩者的性能其實是差不多的，主要是因為晶體硅產(chǎn)量大，有規(guī)模效應(yīng)，成本相對較低，但隨著薄膜產(chǎn)量的不斷擴(kuò)大，薄膜太陽能電池的成本降低也是指日可待的。

　　記者：平時用來加工芯片的電子級硅到底是單晶硅還是多晶硅？

　　范斌：電子級硅只能是單晶硅，多晶硅不能用于電子產(chǎn)品。而且電子級硅的純度高于太陽能級硅，通常在9至12個9。