硅料光伏发电产业链的核心原材料，生产工艺为工业硅提纯

光伏硅料是光伏发电系统的核心原材料。光伏硅料，即太阳能级多晶硅（SoG-Si），是光伏产业链中最上游的原材料，为带有金属光泽的灰黑色固体，具有熔点高（1410℃）、硬度大、有脆性、常温下化学性质不活泼等特性，且具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，被称为光伏产业链中的“黑金”。

从光伏硅料的必要性来看，光伏发电的原理是光生伏特效应和PN结，光伏电池片的基本构造是由P型与N型半导体接合而成，而半导体最基本的材料便是硅元素，因此硅料是决定了光伏系统发电能力的核心原材料；从光伏硅料的重要性来看，硅在自然界中一般以硅酸盐或二氧化硅的形式存在，自然界中几乎不存在单体硅，多晶硅作为以工业硅为原料提纯后达到一定纯度的硅材料，起到了优秀的中间品作用，有效推动了产业的快速发展。

多晶硅由工业硅提纯制成，根据纯度可分为冶金级、太阳能级和电子级。工业硅又称金属硅，是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品，硅含量一般在99%以上（2N），其余杂质为铁、铝、钙等，是多晶硅的上游原材料。目前多晶硅的制备技术主要包括化学法和物理法，化学法为当前主流工艺，约占全球产量的80%；物理法又称为冶金法，类似于金属冶炼提纯过程。纯度是多晶硅品质的主要评判指标，当前多晶硅按纯度由低到高可以分为：

1）冶金级多晶硅（MG-Si），一般含硅量为99.999%～99.9999%（5N-6N），主要应用包括航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料以及建筑、纺织、汽车、机械等领域；

2）太阳能级多晶硅（SoG-Si），纯度介于冶金级硅与电子级硅之间，一般在99.9999%～99.9999999%（6N-9N）之间，主要应用为光伏晶硅电池；

3）电子级多晶硅（SEG-Si），一般要求含硅量达到99.9999999%以上（9N以上），主要应用于半导体硅片的生产。


工业硅和电力是光伏硅料的成本核心。根据百川盈孚数据，2022年6月上旬国内改良西门子法生产多晶硅的成本结构中原材料占比最大，达到41%，其中工业硅占总成本的39%，为光伏硅料的最大成本项，因此降低硅耗（生产单位多晶硅耗费的硅量）可以有效降低光伏硅料的生产成本；能源占总成本的32%，其中电力占总成本的30%，为光伏硅料第二大成本项，进一步降低生产电价和电耗水平也成为了光伏硅料企业重要的降本途径之一。


分类：根据产品形态可分为棒状硅和颗粒硅，棒状硅为当前行业主流

从产品形态来看，可将光伏硅料分为棒状硅和颗粒硅两类。当前主流的多晶硅生产技术主要有改良西门子法和硅烷流化床法，产品形态分别为棒状硅和颗粒硅，其中改良西门子法的生产工艺相对成熟，棒状硅产品目前为行业主流，2021年市占率达到95.9%；2021年硅烷法颗粒硅产能和产量小幅增加，市占率同比提升1.3pct达到4.1%。从未来看，若颗粒硅的产能进一步扩张，且随着生产工艺的改进和下游应用的拓展，其市场占比有望进一步提升。


从表面质量来看，棒状硅加工后可以进一步分为致密料、菜花料、珊瑚料和复投料。棒状硅需经过破碎加工形成块状硅供下游厂商使用，根据纯度和表面质量不同，可细分为致密料、菜花料、珊瑚料和复投料：1）致密料颜色明亮、外表光滑，表面颗粒凹陷程度最低，小于5mm，无氧化夹层，价格最高，主要用于拉制单晶硅；2）菜花料颜色偏灰、表面粗糙，颗粒凹陷程度适中，为5-20mm，断面适中，价格中档；3）珊瑚料表面凹陷较为严重，深度大于20mm，断面疏松，价格最低。菜花料、珊瑚料主要用于制作多晶硅片，部分企业选择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；4）复投料属于致密料的一种，是拉晶产生的头尾或边皮料，一般品质较好，可以作为填充硅料二次循环使用。


原标题：多晶硅的分类及成本构成