全球太阳能电池用多晶矽原料扩产状况展望

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1、全球太陽能電池用多晶矽原料擴產狀況展望標　　題：全球太陽能電池用多晶矽原料擴產狀況展望產業分類：能源產出單位：工研院IEK系統能源組作　　者：康志堅目前全球太陽能電池用多晶矽廠商主要的冶鍊方法為西門子法以及改良西門子法，現有廠商目前均有擴產的計劃，現有廠商的總產能規模，將從2007年38,875噸，成長至2011年67,025噸，而現有廠商產能佔全球總產能的比例，將從2007年的90.25%，下降至2011年46.55%。比例快速下降的原因主要因大量新進廠商的投入生產。投入多晶矽材料的新進廠商，部分仍採用西門子法或是改良西門子法，另一部分則改用其他冶鍊方法

2、。採用西門子法的新進廠商，2007年時的產能僅有2500噸，佔全球總產能5.8%，但是至2011年時，預估將快速成長至50,800噸，佔全球總產能35.28%。表三中的預估數字，比起現有多晶矽廠商將會有較大的不確定性，因為新投入廠商的技術成熟度較不穩定，產能擴張是否順利變數較大，但是由於新投入者眾多，雖然個別廠商的量產狀況不一，總體來說，新進廠商應可確定可佔總產能相當的比例。除了西門子法之外，另外新興的冶鍊技術也在快速發展中，其中包括原有廠商也開始投入新興的冶鍊技術，還有新成立的公司準備用新冶鍊技術切入市場。預估2007年新冶鍊方法的產能為1,700噸，佔

3、全球總產能3.95%，到了2011年產能為26,150噸，佔全球總產能18.16%。新冶鍊方法產能預估到2011年，比例還不到全球總產能的兩成，全球多晶矽總產能主要還是由西門子法所貢獻。目前除了西門子法、改良西門子法之外，已有五種新的冶鍊方法：流化床反應法(FluidizedBedReactor;FBR)「流化床反應法」為目前較接近商用化的新冶鍊技術之一，主要廠商包括REC、Wacker、還有茂迪轉投資的AEPolysilicon均採用此方法，流化床反應法還可以改進為SchumacherBromosilaneprocess(SBP)法，不過目前此方法離商業

4、化的腳步更遠。冶金級矽冶鍊法(Purificationofmetallurgicalgradesilicon;mg-Si)另外一種較接近商用化的新提煉方法為「冶金級矽冶鍊法」，主要廠商包括Elkem(已和Q-Cells簽訂長期合約)、Solarvalue兩家，另外還有多家廠商投入此方法，包括日本JFESteel、NipponSteel、德國ScheutenSolarWorldSolizium、DowCorning、CrystalSystems、Photowatt、AriseTechnologies等。其他冶鍊方法除了以上兩種新冶鍊方法外，還有包括汽化-液態

5、沈積法(VaportoLiquidDeposition;VLD)，發展廠商為日本Tokuyama；管狀沈積法(TubeDepositionTechnology)，發展廠商為SolarWorld與Degussa合資之JointSolarSilicon；直接還原純化法(DirectReductionandPurification)，發展廠商為歐盟支持的SOLSILC計畫、Chisso。以上三種新冶鍊方法比起前兩者離商用化的腳步較遠，算是新興起的技術。新冶鍊技術相對於西門子法，主要的切入點在於成本較為便宜。西門子法過去主要提供半導體產業使用，在太陽光電產業崛起後

6、，才逐漸提供作為太陽能電池的材料，不過半導體產業對多晶矽純度要求的純度較高，一般須達到11N等級(99.999999999%)，而太陽能電池一般只需要到6N等級(99.9999%)即可。目前新興的冶鍊技術，其實過去都曾經發展過一段時間，只不過純度比不上西門子法，因而停止發展，現在因應太陽光電產業的崛起，需要低成本、純度要求較不嚴苛的多晶矽原料，因此許多過去停止發展的技術又紛紛出籠。目前有部分業者採用新冶鍊技術的料源與西門子法的料源依比例混合使用，而新冶鍊技術的業者的目標，為完全不用再混合西門子法的的料源，純粹只用新冶鍊技術的料源，如此才可以大幅下降成本，這

7、也是各種新冶鍊技術的利基所在。不過目前大部分新冶鍊技術廠商卡在大量生產時，產品品質仍無法達到一定水準，還需要時間調整製程、參數設定，讓品質趨於穩定，才可以大量出貨。整體來說，由於採用西門子法的新進業者與新冶鍊技術業者的投入，使得多晶矽產能可以大幅擴增，而現有廠商產能佔全球總產能的比例將逐漸縮小(如圖一)，而目前市場寡占的現象將逐漸被打破，有助於太陽能電池用多晶矽市場逐漸回到正軌。圖一　全球各型態廠商產能比例