中國粉體網訊 石英具有硬度高、化學性能穩定、隔熱性好等優點，是一種重要的戰略性非金屬礦資源，在光伏產業鏈中發揮著重要的作用。
太陽能多晶硅的上游原材料：工業硅
來源：大全能源
光伏硅料是光伏發電系統的核心原材料。光伏硅料即太陽能級多晶硅，是光伏產業鏈中最上游的原材料，為帶有金屬光澤的灰黑色固體，具有熔點高、硬度大、有脆性、常溫下化學性質不活潑等特性，且具有半導體性質，是極為重要的優良半導體材料，被稱為光伏產業鏈中的“黑金”。硅在自然界中一般以硅酸鹽或二氧化硅的形式存在，自然界中幾乎不存在單體硅，多晶硅作為以工業硅為原料提純后達到一定純度的硅材料，起到了優秀的中間品作用，有效推動了產業的快速發展。
多晶硅由工業硅提純而成。工業硅又稱金屬硅，是由碾碎后的硅石（石英石）和碳質還原劑（主要成分為精煤、石油焦、木炭、木片等）在電熱爐中由碳還原二氧化硅而制得，其硅含量一般在99%以上，是多晶硅的上游原材料。硅石是脈石英、石英巖、石英砂巖等的總稱，我國硅石資源儲量豐富，石英砂是石英礦物經破碎加工而成的石英顆粒。
石英坩堝的核心原材料：高純石英砂
石英坩堝是高純石英制成的容器，是光伏行業不可或缺的重要支撐材料，是太陽能產品硅單晶、硅多晶生產中所必需的石英容器，也是半導體產業和硅太陽能電池的基礎設備。石英坩堝在使用過程中會發生析晶、膨脹和機器應力破裂，是消耗性器皿。隨著我國提拉單晶硅特別是太陽能用硅錠生產能力的不斷擴大，石英坩堝需求量與日俱增。
來源：歐晶科技
高純石英砂是石英坩堝核心原材料，其純度顯著影響拉晶效果。拉晶的過程中，石英坩堝內部的羥基、雜質元素和氣泡的含量將會影響硅棒的質量和石英坩堝的使用壽命，其中工藝路線能夠改善羥基的含量，但雜質與氣泡的含量更多依賴于石英砂本身的純度。此外，坩堝用石英砂對不同雜質含量都存在要求，如堿金屬雜質含量過高會促使坩堝析晶，使坩堝失透和變形，羥基含量過高會導致坩堝鼓包等。
礦源直接影響高純石英砂的產品質量，海外石英砂企業擴產規劃較少。美國西比科、挪威TQC基本依賴美國的斯普魯斯派恩礦床，該礦床屬于花崗偉晶巖（白崗巖），具有儲量大、雜質少、氣泡表現好、礦石品質穩定等優點，但石英含量較低，開采時會伴隨產生大量其他副產品，考慮開采經濟性，海外企業擴產意愿較低。石英股份等國內企業使用印度等地的脈石英礦源，品質穩定性略差，在雜質含量、穩定性等方面尚與進口產品有一定差異，目前大部分國產砂僅可用于坩堝外層，僅石英股份的部分產品可用于坩堝中內層。
光伏超白玻璃的原材料：低鐵石英砂
超白玻璃中的鐵含量在0.015%以下，而用于清潔能源光熱發電的光伏玻璃等方面的高品質超白玻璃需要更高的透過率，對鐵含量的要求更低，這就對玻璃的原料提出了更高的要求。
來源：信義光能
超白玻璃對透光率要求很高，一般要達到91.5%以上，和普通玻璃相比，主要要求Fe2O3含量低于0.015%，控制在0.012%左右。而用于清潔能源光熱發電的光伏玻璃等方面的高品質超白玻璃需要更高的透過率，對鐵含量的要求更低，這就對玻璃的原料提出了更高的要求。在超白玻璃的配合料中，石英砂一般占重量比的60%以上，是影響玻璃鐵含量大小的主要因素，且石英砂的熔解溫度較高，決定了玻璃的熔制形成速度。對于大多玻璃生產來說，各種原料中的Fe2O3屬于有害成分，含量越低越好，但有的原料達不到低鐵要求，如在普通的玻璃生產中使用的長石和白云石原料，為了降低含鐵成分可以最大限度地進行精選。因此在石英砂生產過程中提高石英砂的品位，降低鐵元素的含量顯得非常重要。
石英原料的資源利用特點要從石英本身的物理化學性質出發。不同成因的石英原料，其化學成分、礦物組成、嵌布粒度和固結度等性質存在差異，其應用領域也有所不同。光伏產業鏈的不同環節對石英砂的應用要求也不同，因此必須對石英原料進行選擇與判別。
2023年4月21日，中國粉體網將在安徽鳳陽舉辦“第一屆光伏行業用石英砂技術與市場交流大會”。西南科技大學孫紅娟教授將帶來題為《光伏產業鏈三種不同石英原料的判別與加工》的報告，屆時，她會詳細介紹光伏行業中石英原料的判別與加工方法。
參考來源：
時波等.光伏發電產業鏈思考
未來智庫.光伏硅料行業研究：光伏產業鏈的“黑金”，雙碳時代擁硅為王
張大虎等.單晶硅生長用石英坩堝的組成與結構特征
王雅婷.太陽能光伏玻璃生產中原料的控制
吳逍.高純石英原料選擇評價及提純工藝研究
（中國粉體網編輯整理/初末）
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