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打印多晶硅是硅產(chǎn)業(yè)鏈中重要的中間產(chǎn)品，是制造太陽能電池的主要原料。長期以來，多晶硅價格一直居高不下，2008年，多晶硅330萬元/噸，單晶硅360萬元/噸，所以在太陽能產(chǎn)業(yè)界有“得硅者得天下”的說法。
我國的硅礦產(chǎn)儲量雖然豐富，但多晶硅生產(chǎn)技術(shù)卻相對落后，主要依靠“西門子方法”生產(chǎn)，其完整技術(shù)一直被美國、日本、德國等少數(shù)國家所壟斷，我國多晶硅產(chǎn)業(yè)一直處于“兩頭在外”的尷尬境地，95%的原材料需要進(jìn)口，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品98%出口到國外，中國只是一個世界多晶硅的大型加工廠。
掌握了硅產(chǎn)業(yè)開發(fā)技術(shù)，就等于掌握了新能源的前進(jìn)方向。為了尋找多晶硅的制造方法，40多年來，我國科研工作者前赴后繼。2007年初，寧夏發(fā)電集團(tuán)結(jié)合寧夏資源實際，提出了一個大膽的思路：自主研發(fā)多晶硅，同時啟動太陽能電站規(guī)劃，生產(chǎn)太陽能電池為寧夏服務(wù)，改變多晶硅產(chǎn)業(yè)長期“兩頭在外”的發(fā)展格局。敢想就要敢干。以寧夏發(fā)電集團(tuán)副總經(jīng)理盛之林為組長的9名專業(yè)技術(shù)人員組成了多晶硅研發(fā)項目小組，拉開了寧夏多晶硅研發(fā)的序幕。
一開始，科研是在“偷偷”進(jìn)行。項目組租用了一戶農(nóng)民的土煉油作坊作為實驗室，僅有的設(shè)備是用一臺手動壓面機改制成的破碎機。研發(fā)的20個月里，9個人每天工作15個小時以上，假期休息的時間加起來不到5天。參與研發(fā)的設(shè)備車間職工徐天榮說：“前期的實驗都是‘摸著石頭過河’，實驗方法是獨創(chuàng)的，工、器具都是我們發(fā)揮特長、想方設(shè)法自制的。雖然是小作坊式的研究，但它驗證了我們的工作思路，為以后制造大型設(shè)備積累了經(jīng)驗。”
科技之路從沒有捷徑可走。
在沒有任何排煙通風(fēng)的小實驗室里，項目組共進(jìn)行了36項10026次實驗。2008年春節(jié)期間，寧夏發(fā)電集團(tuán)董事長劉應(yīng)寬在北京的圖書館一呆就是7天，手機里存滿了和多晶硅有關(guān)的數(shù)據(jù)、資料和圖片。每當(dāng)大家感到迷茫時，他總是勉勵大家：“所有的困難都是一個過程，堅持到底才能成功。”研發(fā)遇到瓶頸時，他鼓勵在場的人員：“所有的技術(shù)就是一層紙，就看你用什么方法捅破它。”
項目組成員邊試驗研究，邊進(jìn)行生產(chǎn)，相繼突破了除碳、除氧、除硼、除磷和除金屬雜質(zhì)等一個個技術(shù)難題，使高純硅產(chǎn)品工藝質(zhì)量逐步穩(wěn)定。
2008年3月，全國“兩會”期間，劉應(yīng)寬帶著實驗室生產(chǎn)出來的初級產(chǎn)品“晶體棒”來到北京，自治區(qū)黨委書記陳建國一看特別高興。此后，陳建國多次批示，為多晶硅的研發(fā)和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的奠基加油鼓勁。
隨后，一系列研究數(shù)字令人驚喜，晶體提拉熔煉實驗實現(xiàn)了高純硅到多晶硅的飛躍，純度達(dá)到了99.9998%的水平，各項主要指標(biāo)達(dá)到了太陽能級多晶硅的標(biāo)準(zhǔn)。8月份生產(chǎn)的第四批單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換率平均為15%，最高達(dá)到17.69%，達(dá)到了采用國內(nèi)西門子法生產(chǎn)的硅材料制作的太陽能電池品質(zhì)。
劉應(yīng)寬興奮地說：“我們用冶金方法提煉多晶硅成本低、易普及、污染少，它是環(huán)保型生產(chǎn)光伏材料的一個重要方法，使成本大大降低，為一度電與火電價格相當(dāng)提供了一種可能。”
目前國內(nèi)通用的西門子冶煉法每提煉1000噸多晶硅，需耗資14億元，而冶金物理法只需4億元。中國人在研發(fā)多晶硅的路途上探索了40多年，終于在寧夏宣告成功。
2008年上海第五屆中國多晶硅材料論壇上，寧夏發(fā)電集團(tuán)作的《寧夏冶金多晶硅的產(chǎn)業(yè)實踐報告》“技驚四座”，獲得中國工程院院士的肯定。寧夏的研究成果震撼了冶金物理界，他們的技術(shù)和理念得到了有關(guān)專家的認(rèn)可，但仍有很多人不解：一大批專業(yè)搞科研的人多少年都沒有成功，幾個不懂多晶硅的人是怎么搞的？
劉應(yīng)寬說：“成功是個很大的概念。降低成本是成功，達(dá)到世界先進(jìn)水平是成功，達(dá)到人們期望值也是成功。我們的成功，一直在路上。和國外成熟的先進(jìn)技術(shù)相比，我們的技術(shù)還只是一個少年，但是它會成長。”
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