多晶硅;polycrystalline silicon
性質：灰色金屬光澤。密度2.32~2.34。熔點1410℃。沸點2355℃。溶於氫氟酸和硝酸的混酸中，不溶於水、硝酸和鹽酸。硬度介於鍺和石英之間，室溫下質脆，切割時易碎裂。加熱至800℃以上即有延性，1300℃時顯出明顯變形。常溫下不活潑，高溫下與氧、氮、硫等反應。高溫熔融狀態下，具有較大的化學活潑性，能與幾乎任何材料作用。具有半導體性質，是極為重要的優良半導體材料，但微量的雜質即可大大影響其導電性。電子工業中廣泛用於製造半導體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎材料。由乾燥硅粉與乾燥氯化氫氣體在一定條件下氯化，再經冷凝、精餾、還原而得。
多晶硅是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結合起來，就結晶成多晶硅。多晶硅可作拉制單晶硅的原料，多晶硅與單晶硅的差異主要表現在物理性質方面。例如，在力學性質、光學性質和熱學性質的各向異性方面，遠不如單晶硅明顯；在電學性質方面，多晶硅晶體的導電性也遠不如單晶硅顯著，甚至於幾乎沒有導電性。在化學活性方面，兩者的差異極小。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區別，但真正的鑒別須通過分析測定晶體的晶面方向、導電類型和電阻率等。
多晶硅是生產單晶硅的直接原料，是當代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉換等半導體器件的電子信息基礎材料。被稱為“微電子大廈的基石”。
在太陽能利用上，單晶硅和多晶硅也發揮著巨大的作用。雖然從目前來講，要使太陽能發電具有較大的市場，被廣大的消費者接受，就必須提高太陽電池的光電轉換效率，降低生產成本。從目前國際太陽電池的發展過程可以看出其發展趨勢為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。
從工業化發展來看，重心已由單晶向多晶方向發展，主要原因為；[1]可供應太陽電池的頭尾料愈來愈少；[2] 對太陽電池來講，方形基片更合算，通過澆鑄法和直接凝固法所獲得的多晶硅可直接獲得方形材料；[3]多晶硅的生產工藝不斷取得進展，全自動澆鑄爐每生產週期（50小時）可生產200公斤以上的硅錠，晶粒的尺寸達到厘米級；[4]由於近十年單晶硅工藝的研究與發展很快，其中工藝也被應用於多晶硅電池的生產，例如選擇腐蝕發射結、背表面場、腐蝕絨面、表面和體鈍化、細金屬柵電極，採用絲網印刷技術可使柵電極的寬度降低到50微米，高度達到15微米以上，快速熱退火技術用於多晶硅的生產可大大縮短工藝時間，單片熱工序時間可在一分鐘之內完成，採用該工藝在100平方厘米的多晶硅片上作出的電池轉換效率超過14％。據報道，目前在50～60微米多晶硅襯底上製作的電池效率超過16％。利用機械刻槽、絲網印刷技術在100平方厘米多晶上效率超過17％，無機械刻槽在同樣面積上效率達到16％，採用埋柵結構，機械刻槽在130平方厘米的多晶上電池效率達到15.8％。
一、國際多晶硅產業概況
當前，晶體硅材料（包括多晶硅和單晶硅）是最主要的光伏材料，其市場佔有率在90％以上,而且在今後相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅材料的生產技術長期以來掌握在美、日、德等3個國家7個公司的10家工廠手中，形成技術封鎖、市場壟斷的狀況。
多晶硅的需求主要來自於半導體和太陽能電池。按純度要求不同，分為電子級和太陽能級。其中，用於電子級多晶硅占55％左右，太陽能級多晶硅占45％，隨著光伏產業的迅猛發展，太陽能電池對多晶硅需求量的增長速度高於半導體多晶硅的發展，預計到2008年太陽能多晶硅的需求量將超過電子級多晶硅。
1994年全世界太陽能電池的總產量只有69MW，而2004年就接近1200MW，在短短的10年裡就增長了17倍。專家預測太陽能光伏產業在二十一世紀前半期將超過核電成為最重要的基礎能源之一。
據悉，美國能源部計劃到2010年累計安裝容量4600MW，日本計劃2010年達到5000MW，歐盟計劃達到6900MW，預計2010年世界累計安裝量至少18000MW。從上述的推測分析，至2010年太陽能電池用多晶硅至少在30000噸以上，表2給出了世界太陽能多晶硅工序的預測。據國外資料分析報道，世界多晶硅的產量2005年為28750噸，其中半導體級為20250噸，太陽能級為8500噸，半導體級需求量約為19000噸，略有過剩；太陽能級的需求量為15000噸，供不應求，從2006年開始太陽能級和半導體級多晶硅需求的均有缺口，其中太陽能級產能缺口更大。
據日本稀有金屬雜質2005年11月24日報道，世界半導體與太陽能多晶硅需求緊張，主要是由於以歐洲為中心的太陽能市場迅速擴大，預計2006年，2007年多晶硅供應不平衡的局面將為愈演愈烈，多晶硅價格方面半導體級與太陽能級原有的差別將逐步減小甚至消除，2005年世界太陽能電池產量約1GW，如果以1MW用多晶硅12噸計算，共需多晶硅是1.2萬噸，2005－2010年世界太陽能電池平均年增長率在25％，到2010年全世界半導體用於太陽能電池用多晶硅的年總的需求量將超過6.3萬噸。
世界多晶硅主要生產企業有日本的Tokuyama、三菱、住友公司、美國的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司，德國的Wacker公司等，其年產能絕大部分在1000噸以上，其中Tokuyama、Hemlock、Wacker三個公司生產規模最大，年生產能力均在3000－5000噸。
國際多晶硅主要技術特徵有以下兩點：
（1）多種生產工藝路線並存，產業化技術封鎖、壟斷局面不會改變。由於各多晶硅生產工廠所用主輔原料不盡相同，因此生產工藝技術不同；進而對應的多晶硅產品技術經濟指標、產品質量指標、用途、產品檢測方法、過程安全等方面也存在差異，各有技術特點和技術秘密，總的來說，目前國際上多晶硅生產主要的傳統工藝有：改良西門子法、硅烷法和流化床法。其中改良西門子工藝生產的多晶硅的產能約占世界總產能的80％，短期內產業化技術壟斷封鎖的局面不會改變。
（2）新一代低成本多晶硅工藝技術研究空前活躍。除了傳統工藝（電子級和太陽能級兼容）及技術升級外，還湧現出了幾種專門生產太陽能級多晶硅的新工藝技術，主要有：改良西門子法的低價格工藝；冶金法從金屬硅中提取高純度硅；高純度SiO2直接制取；熔融析出法（VLD：Vaper to liquid deposition）；還原或熱分解工藝；無氯工藝技術，Al－Si溶體低溫制備太陽能級硅；熔鹽電解法等。
二、國內多晶硅產業概況
江西賽維LDK太陽能高科技有限公司是目前亞洲規模最大的太陽能多晶硅片生產企業。工廠坐落於江西省新余市經濟開發區，專注於太陽能多晶硅鑄錠及多晶硅片研發、生產、銷售為一體的高新技術光伏企業，擁有國際最先進的生產技術和設備。公司註冊資金11095萬美元，總投資近3億美元。2006年4月份投產， 7月份產能達到100兆瓦，8月份入選“RED HERRING亞洲百強企業”，10月份產能達到200兆瓦，被國際專業人士稱為“LDK速度奇跡”。榮獲“2006年中國新材料產業最具成長性企業”稱號。 目前公司正致力於發展成為一個“世界級光伏企業”。
2007年6月1日，賽維LDK成功在美國紐約證交所上市，成為中國企業歷史上在美國單一發行最大的一次IPO；賽維LDK是江西省企業有史以來第一次在美國上市的企業，是中國新能源領域最大的一次IPO。
該公司1.5萬噸硅料項目近日已在江西省新余市正式啟動，該項目總固定資產投資120億元以上，預計將成為目前全球太陽能領域單個投資額最多、產能設計規模最大的項目之一。
據悉，該項目計劃首期在2008年底前建成投產，形成6000噸太陽能級硅料的年生產能力；2009年項目全部建成投產後，將形成1.5萬噸產能，從而使該公司成為世界主要的太陽能多晶硅原料生產企業。
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