圓圓的小小顆，散發金屬光澤，卻是環境的救星。

根據瑞士蘇黎世聯邦理工學院研究推論，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，從整個產業鏈來看，生產1GW組件至少降低二氧化碳排放約19%。每生產1萬噸顆粒硅，減少二氧化碳排放約38.9萬噸，相當于多種樹約190萬棵。

隨著全球能源需求的不斷增長和環境問題的日益嚴重，顆粒硅作為一種高效節能材料，其發展前景十分廣闊。

圖片來源：協鑫科技

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，主要是硅烷流化床法生產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。

顆粒硅的研發歷史比較悠久，早在上世紀五十年代就有學者提出了通過化學氣相沉積的原理來制備多晶硅。隨后在此基礎上不斷改進，形成了目前的工藝。

關鍵設備流化床反應器的關鍵工藝流程如下：作為晶種的高純度硅籽晶從流化床反應器上部加入后，堆積形成晶種顆粒床層，將床層加熱到反應要求的溫度后，從反應器底部通入硅烷、氫氣的混合氣使晶種床層達到流化狀態，預熱的混合氣通過加熱床層時，硅烷分解形成單質硅沉積到硅籽晶表面。從反應溫度來講，硅烷在流化床內熱解的溫度僅為500-800℃。流化床工藝的特點給生產多晶硅帶來多重優勢，硅烷流化床內溫度分布比較均一，反應器內硅沉積的表面積大，沉積速率快，可以實現連續進料、出料。

顆粒硅優點是什么？

顆粒硅優點是：

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

相比塊狀硅，顆粒硅減少了破碎環節，對石英加料筒的內壁沖擊損耗低。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%。

哪些企業布局顆粒硅？

目前中國生產顆粒硅的主要企業包括：協鑫科技、陜西有色天宏瑞科硅材料有限責任公司等企業。

1、協鑫科技

作為全球領先的高效光伏材料研發和制造商，協鑫科技掌握并引領高效光伏材料技術的發展方向。在國內最先研發的改良西門子法（GCL法）超大規模多晶硅生產工藝，榮獲國家專利獎；擁有自主知識產權的硅烷流化床技術，收購美國Sun Edison的FBR專利及技術團隊，目前已成功實現顆粒硅商業化量產。

公司歷經十年磨一劍研發的具有自主知識產權的核心“黑科技”——硅烷流化床法（FBR）顆粒硅，相比傳統的西門子法生產棒狀硅，生產過程中的能源消耗和碳排放顯著降低，符合全球低碳經濟的發展趨勢。顆粒硅的低碳價值獲得德國TüV萊茵國際權威認證，顆粒硅最新“搖籃到大門”的碳足跡認證值為41kgCO?e/kg，等同于“大門到大門”為16kgCO?e/kg，碳足跡優勢明顯。

圖片來源：協鑫科技

此外，今年協鑫科技重磅發布了基于顆粒硅技術+TaaS區塊鏈技術+數智化技術的協鑫碳鏈管理平臺，顆粒硅作為其核心降碳材料，助力光伏全產業鏈深度脫碳。

什么是協鑫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、半導體等行業重要的基礎性材料。

協鑫科技是全球獨家擁有FBR顆粒硅技術并且實現商業化量產的低碳硅基材料研發與制造企業，每公斤FBR顆粒硅生產的綜合電耗比傳統西門子法降低近80%，其低耗、低碳的綠色優勢將成為引領光伏產業實現“碳中和”目標的新增長點。

圖片來源：協鑫科技

協鑫FBR顆粒硅的優勢

與傳統西門子法生產的棒狀硅相比，協鑫FBR顆粒硅優勢可以使用以下幾個關鍵詞：

1、單位投資更少：單位產能投資成本較改良西門子法降低30%以上；

2、生產成本更低：顆粒硅生產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、產品品質更高：金屬雜質水平、含碳量、含粉率、含氫量全面滿足N型電池品質要求；

4、碳足跡更優異：獲中、法兩國碳足跡權威認證，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，推動下游產業自動化；

6、技術壁壘更深：10余年自主研發，擁有完整的自主知識產權體系。

FBR法顆粒硅工藝優勢

圖片來源：協鑫

FBR顆粒硅在下游應用中有哪些優勢？

FBR顆粒硅球狀的外形賦予它良好的流動性，可以進一步簡化從FBR顆粒硅產出到運輸、裝料的過程。根據客戶反饋，FBR顆粒硅在下游應用端表現搶眼，可以100%替代原生料中的塊狀硅。

圖片來源：協鑫

未來，FBR顆粒硅疊加CCz技術，將持續助力行業降本增效：

效率提升：連續生產連續加料的CCz拉晶技術能有效節約循環段化料和穩溫時間，單爐投料量增加，生產效率及自動化程度有明顯提升；

品質升級：拉晶過程液面恒定，產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任公司

圖片來源：陜西有色天宏瑞科硅材料有限責任公司官網

陜西有色天宏瑞科硅材料有限責任公司（簡稱“天瑞硅材料”）是一家集超純硅材料制造、銷售、服務和研發于一體的中外合資高新技術企業。公司由陜西有色金屬控股集團有限責任公司的全資子公司陜西有色天宏新能源有限責任公司和全球領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”產業鏈為依托，引進美國REC Silicon全球領先的電子級多晶硅、電子級硅烷氣和粒狀多晶硅生產技術，建設年產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線，建成后年產值將達到40億元人民幣。

圖片來源：陜西有色天宏瑞科硅材料有限責任公司官網

顆粒硅的終端應用

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

來源：能課堂、百度百科、協鑫科技 GCL TECH、陜西有色天宏瑞科硅材料有限責任公司官網