工业硅行业报告：多晶硅篇（46页）

多晶硅，属于单质硅的一种形态，由晶面取向不同的晶粒组成，主要通过工业硅加工 提纯而来。多晶硅外观呈灰色金属光泽，熔点约为 1410℃，常温下不活泼，熔融状态 下较为活泼。多晶硅具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，但微量的杂质 即可大大影响其导电性。多晶硅的分类方式较多，除了上文提到的按照国家标准划分 等级，这里介绍较为重要的三种分类方式。 按纯度要求及用途不同，可以将多晶硅分为太阳能级多晶硅和电子级多晶硅。太阳能 级多晶硅主要用于光伏电池的生产制造，而电子级多晶硅作为芯片等生产的原材料， 广泛应用于集成电路产业。太阳能级多晶硅的纯度为 6~8N，即要求杂质总含量低于 10-6，多晶硅的纯度需达到 99.9999%以上。而电子级多晶硅纯度要求更为严格，最低为 9N，目前最高可达 12N。电子级多晶硅生产难度较大，国内掌握电子级多晶硅生产技 术的企业较少，仍较为依赖进口。目前太阳能级多晶硅产量远大于电子级多晶硅，前 者大约为后者的 13.8 倍，预计随着光伏装机量的迅猛提升，太阳能级多晶硅的需求增 速将高于电子级多晶硅。 根据硅料掺入杂质及导电类型的不同，可分为 P 型、N 型。当硅中掺杂以受主杂质元 素，如硼、铝、镓等为主时，以空穴导电为主，为 P 型。

当硅中掺杂以施主杂质元 素，如磷、砷、锑等为主时，以电子导电为主，为 N 型。P 型电池主要有 BSF 电池和 PERC 电池两种，2021 年 PERC 电池在全球市场中的占比已经超过 91%，BSF 电池被淘 汰出局。在 PERC 替代 BSF 的期间，P 型电池转换效率从不足 20%提升到超过 23%，即 将逼近 24.5%的理论上限，而 N 型电池的理论上限为 28.7%，且 N 型电池具有转换效率 高、双面率高、温度系数低等优点，因此企业纷纷开始布局 N 型电池的量产线。据 CPIA 预测，2022 年 N 型电池占比将从 3%大幅提升至 13.4%。预计未来五年内，将迎来 N 型电池对 P 型电池的迭代。 根据表面质量的不同，可划分为致密料、菜花料和珊瑚料。致密料表面颗粒凹陷程度 最低，小于 5mm，外观无颜色异常、无氧化夹层，价格最高；菜花料表面颗粒凹陷程 度适中，为 5-20mm，断面适中，价格中档；而珊瑚料表面凹陷较为严重，深度大于 20mm，断面疏松，价格最低。致密料主要用于拉制单晶硅，菜花料、珊瑚料则主要用 于制作多晶硅片，企业日常生产中可在致密料中掺杂不低于 30%的菜花料来生产单晶 硅，从而节约原料成本，但菜花料的使用会在一定程度上降低拉晶效率，企业需在两 者之间进行权衡后选择合适的掺杂比例。近期致密料与菜花料的价差基本稳定在 3 元/ 千克，若价差进一步拉大，则企业在单晶硅拉制中有可能考虑掺杂更多的菜花料。