多晶硅太陽能電池的風險在哪里

    鋰電世界  隨著石油價格的一路飚升，太陽能、風能、燃料電池等新型能源讓我們似乎看到了一絲解決能源問題的曙光。國內的眾多企業紛紛投下巨資開發太陽能電池、風力發電等新能源。在發展新能源的招牌下，與太陽能電池有關的多晶硅生產企業在資本市場備受追捧。

    然而，太陽能電池的前景真的就那么美妙嗎？

    讀者可能有所不知，看似清潔的太陽能電池在制造過程中卻會造成嚴重污染。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，其中應用最為廣泛的技術是改良西門子法。該方法通過采用大型還原爐，降低了單位產品能耗，采用SiCl4氫化和尾氣干法回收工藝，降低了原輔材料的消耗。生產1千瓦的太陽能電池約需10公斤的多晶硅，需要消耗電能3000～5000度，耗電量十分巨大。

    比能耗更為嚴重的是污染問題，每提純1噸多晶硅就會有8噸以上的四氯化硅產生，以及三氯氫硅、氯氣等廢液廢氣。四氯化硅是多晶硅生產中最大的副產物，未經處理回收的四氯化硅是一種具有強腐蝕性的有毒有害液體。但國內近期一窩蜂上馬的多晶硅項目，除少數幾家外，都還沒有完全掌握尾氣回收技術，環保技術的欠缺將成為制約產業發展的瓶頸。

    多晶硅太陽能電池的另一個風險是技術風險。目前多晶硅太陽能電池板的轉換效率大多在13%～20%之間，高轉換效率的產品通常制造和檢測工藝較為復雜。美國的一家公司通過反射鏡和棱鏡來增加進入電池的陽光，使太陽能電池的轉換率超過40%。索尼公司開發的染料敏化太陽能電池的能量轉化率達到10%，無需使用昂貴的大型生產設備，其生產成本僅為目前市場上含硅電池的五分之一到十分之一。從中可以看出，技術進步有可能使得傳統的工藝和技術面臨被淘汰的命運。國內企業大多還集中在引進設備、制造晶圓、組裝電池的階段，對于如何進行研發以保持技術和成本優勢則缺乏長期戰略，當面臨技術風險時，其結果令人堪憂。
 
    還有就是經濟風險。先回顧一下歷史。在70年代石油危機的時候，嚴重依賴原油進口的日本也興起了一陣開發太陽能的熱潮，但隨著石油價格的回落，開發太陽能的高成本首先在經濟性上敗下陣來，開發太陽能的熱潮暫時告一段落。盡管石油、煤炭的價格暫時還看不到回落的趨勢，但價格的大幅波動也會使得太陽能電池在推廣使用上遭遇很多不確定性。況且，而等到大批新建項目投產之日，不但大量產生的四氯化硅難以處理，多晶硅產能過剩會導致國內企業陷入價格戰的泥潭，整個產業將面臨虧損和污染的雙重困境。

    最后還有一個因素容易被忽略，即“能源回收期(EPT)”。該指標以轉換效率表示利用太陽能發電回收太陽能電池制造及維護管理消耗能源的“回收期”。如果EPT長于太陽能電池系統的產品壽命，那么制造太陽能電池就是浪費能源，對于能源問題的解決完全沒有意義。在2004年左右，硅晶圓的平均厚度為300μm，到2007年則為150～200μm，僅用3年時間就縮小到了2/3以下。在不久的將來，厚度為50μm的硅晶圓也可能問世。硅晶圓如此之薄，則太陽能電池的EPT將大幅縮短。量產規模越大，分攤到單位模塊的工廠初期成本就越小。由此看來，EPT應該是風險最小的因素。

    解決能源和環境問題肯定需要包括半導體產業在內的所有人共同參與，不過不能僅看到眼前利益，靠喊口號和上項目可能會適得其反。頭腦發熱的后果可能是災難性的，把風險多考慮一些總是沒壞處的。