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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(yáng)能電池的主要原料。長(zhǎng)期以來(lái)，多晶硅價(jià)格一直居高不下，2008年，多晶硅330萬(wàn)元/噸，單晶硅360萬(wàn)元/噸，所以在太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)界有“得硅者得天下”的說(shuō)法。
我國(guó)的硅礦產(chǎn)儲(chǔ)量雖然豐富，但多晶硅生產(chǎn)技術(shù)卻相對(duì)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(guó)、日本、德國(guó)等少數(shù)國(guó)家所壟斷，我國(guó)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(lái)的產(chǎn)品98%出口到國(guó)外，中國(guó)只是一個(gè)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(lái)，我國(guó)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(shí)際，提出了一個(gè)大膽的思路：自主研發(fā)多晶硅，同時(shí)啟動(dòng)太陽(yáng)能電站規(guī)劃，生產(chǎn)太陽(yáng)能電池為寧夏服務(wù)，改變多晶硅產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)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(zhǎng)的9名專業(yè)技術(shù)人員組成了多晶硅研發(fā)項(xiàng)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(xiàng)目組租用了一戶農(nóng)民的土煉油作坊作為實(shí)驗(yàn)室，僅有的設(shè)備是用一臺(tái)手動(dòng)壓面機(jī)改制成的破碎機(jī)。研發(fā)的20個(gè)月里，9個(gè)人每天工作15個(gè)小時(shí)以上，假期休息的時(shí)間加起來(lái)不到5天。參與研發(fā)的設(shè)備車間職工徐天榮說(shuō)：“前期的實(shí)驗(yàn)都是‘摸著石頭過河’，實(shí)驗(yàn)方法是獨(dú)創(chuàng)的，工、器具都是我們發(fā)揮特長(zhǎng)、想方設(shè)法自制的。雖然是小作坊式的研究，但它驗(yàn)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(yàn)。”
科技之路從沒有捷徑可走。
在沒有任何排煙通風(fēng)的小實(shí)驗(yàn)室里，項(xiàng)目組共進(jìn)行了36項(xiàng)10026次實(shí)驗(yàn)。2008年春節(jié)期間，寧夏發(fā)電集團(tuán)董事長(zhǎng)劉應(yīng)寬在北京的圖書館一呆就是7天，手機(jī)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(shí)，他總是勉勵(lì)大家：“所有的困難都是一個(gè)過程，堅(jiān)持到底才能成功。”研發(fā)遇到瓶頸時(shí)，他鼓勵(lì)在場(chǎng)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(xiàng)目組成員邊試驗(yàn)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(gè)個(gè)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(guó)“兩會(huì)”期間，劉應(yīng)寬帶著實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)出來(lái)的初級(jí)產(chǎn)品“晶體棒”來(lái)到北京，自治區(qū)黨委書記陳建國(guó)一看特別高興。此后，陳建國(guó)多次批示，為多晶硅的研發(fā)和太陽(yáng)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(shí)驗(yàn)實(shí)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(xiàng)主要指標(biāo)達(dá)到了太陽(yáng)能級(jí)多晶硅的標(biāo)準(zhǔn)。8月份生產(chǎn)的第四批單晶硅太陽(yáng)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(guó)內(nèi)西門子法生產(chǎn)的硅材料制作的太陽(yáng)能電池品質(zhì)。
劉應(yīng)寬興奮地說(shuō)：“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(gè)重要方法，使成本大大降低，為一度電與火電價(jià)格相當(dāng)提供了一種可能。”
目前國(guó)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(guó)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(guó)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(shí)踐報(bào)告》“技驚四座”，獲得中國(guó)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(gè)不懂多晶硅的人是怎么搞的？
劉應(yīng)寬說(shuō)：“成功是個(gè)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(guó)外成熟的先進(jìn)技術(shù)相比，我們的技術(shù)還只是一個(gè)少年，但是它會(huì)成長(zhǎng)。”
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