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打破国外技术封锁 引领国内创新发展

12月16日，华陆工程科技有限责任公司自主开发的“光伏电子材料高纯晶硅新工艺技术及产业化应用”通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。以中国工程院院士陈建峰为主任的鉴定委员会认为，该技术成果打破了国外技术封锁，填补了国内空白，总体处于国际领先水平。

高纯晶硅是一种重要的光伏和半导体材料。作为我国多晶硅技术研发和工程设计的领军企业，华陆公司15年来深耕光伏领域，在多晶硅技术开发方面创新探索并迭代优化升级，成功掌握多晶硅冷氢化系列技术成果，改变了核心技术受制于人的被动局面。

华陆公司材料能源事业部主任工程师刘继三介绍，该公司发明了高效能大型四氯化硅冷氢化新技术及装备、大型还原炉热能梯级利用技术和多级耦合精密精馏技术及高效氯硅烷渣浆回收及高沸裂解处理技术，四氯化硅单程转化率（反应效率）高达29%—32%，为全球最好水平，单套反应器四氯化硅处理能力可达40万吨/年。这些整体技术已在多家多晶硅龙头企业实现产业化应用，国内市场占有率高于90%，大幅降低了生产装置投资和成本，全面提升了行业技术水平，经济和社会效益十分显著。

据悉，生产1吨多晶硅副产约20吨四氯化硅，有效将四氯化硅转化为多晶硅的原料三氯氢硅，是整个多晶硅生产环节的关键。作为全球先进的工艺技术方案，冷氢化因具有转化率高、能耗低、投资小等特点，近年来逐渐代替热氢化技术。华陆公司开发的第五代冷氢化技术，今年在新疆新特晶体硅高科技有限公司2.4万吨高纯多晶硅转型升级项目实现首次工业应用。装置4月投产以来连续稳定满负荷运行，四氯化硅转化率、能耗等关键指标均优于设计值和国内同类装置。三氯氢硅电耗降至145千瓦时/吨，创国内最佳水平。

华陆公司总工程师骆彩萍表示，公司充分发挥自主研发技术工程化优势，坚持以多晶硅等为代表的拳头产品经济效益高、产品质量好、市场竞争强，形成了从3000吨级到30000吨级的系列多晶硅技术工艺包，实现多晶硅产品由千吨级到万吨级的跨越，承担设计的多晶硅项目总产能占全国总产能的90%以上，为中国多晶硅快速发展奠定了基础，得到了行业广泛认可。2020年以来，华陆公司承担了国内大多数新开工多晶硅项目的工程设计和部分项目总承包，市场品牌影响力进一步增强。截至目前，华陆公司设计的多晶硅产能全部达产后，年新增光伏发电总量约1.35万亿千瓦时，预计每年可减少碳排放约12.5亿吨。

目前，该技术成果已获批专有技术3项、授权中国发明专利6件和实用新型专利10件、澳大利亚发明专利1件。

作为半导体材料，目前全球90%以上的光伏电池及半导体元器件均采用硅基材料。2005年，全球太阳能电池产量快速增加，直接拉动多晶硅迅猛增长，迎来井喷式发展。彼时，多晶硅生产技术仅由德国、美国、日本等少数发达国家掌握，中国95%以上的多晶硅材料依赖进口，国内生产规模小，工艺技术路线不完整，环境污染重、消耗成本高。

早在2006年，凭借自身在有机硅、三氯氢硅合成方面积累的经验和技术优势，华陆公司开发成功多晶硅冷氢化技术，填补了我国多晶硅领域的空白，成为全球第4个拥有多晶硅生产技术自主知识产权的国家。2007年12月，我国第一套使用冷氢化技术的多晶硅生产装置在江苏中能集团建成投产。此后他们不断改进优化，二代、三代、四代及五代技术接连诞生，冷氢化装置反应器扩大至4.5米。随着装置产能规模扩大，工艺也相应改进提升，四氯化硅转化率提升，能耗进一步降低。与第一代相比，第五代技术三氯氢硅电耗从1000千瓦时/吨降至150千瓦时/吨，为目前国外冷氢化技术的一半左右，仅为传统热氢化工艺的7.5%。（李军 高瑾/文 李东宇/图）