歷經10多年的高速發展，光伏組件已成為我國出口的“新三樣”之一，令世界矚目。作為光伏電子的核心材料，目前我國高純晶硅的產量在全球占比超九成。從被國外技術封鎖到自主創新再到如今技術和規模領先全球，這一跨越與高純晶硅生產核心關鍵技術國產化息息相關。成就這一強國夢想的，就是近日獲得“中央企業先進集體”榮譽稱號的中國化學華陸工程科技有限責任公司材料能源事業部。

2005年，全球太(tai)陽能電池產業迅猛增長，與之(zhi)相伴的是高純(chun)(chun)晶(jing)硅井噴式(shi)發展。彼時，高純(chun)(chun)晶(jing)硅生(sheng)產技術(shu)高度集中于少數發達國(guo)家，中國(guo)95%以上的高純(chun)(chun)晶(jing)硅材料嚴重依賴進口。工(gong)藝技術(shu)不完(wan)整、環(huan)境(jing)污染(ran)重、消耗成本高等問(wen)題成為制約我國(guo)高純(chun)(chun)晶(jing)硅規模化生(sheng)產的“絆(ban)腳石”。

面對國外重重技術封(feng)鎖，華陸(lu)公司毅然組建(jian)高純晶硅(gui)技術團隊（材料能源事業(ye)(ye)(ye)部(bu)的(de)前身(shen)），矢志扭轉我國高純晶硅(gui)行業(ye)(ye)(ye)長期受(shou)制于人的(de)被動局面。憑借著(zhu)華陸(lu)公司自身(shen)在(zai)有機硅(gui)、三氯氫硅(gui)合成(cheng)方面積累的(de)深厚經驗(yan)和(he)技術優勢，團隊在(zai)光伏(fu)領域不斷(duan)攻關探(tan)索，成(cheng)功掌握了(le)(le)以冷氫化(hua)技術為(wei)核心的(de)光伏(fu)材料高純晶硅(gui)工藝技術體系，打破(po)了(le)(le)國外技術壟斷(duan)。自此(ci)，中國一舉成(cheng)為(wei)全(quan)球第四個擁有此(ci)項核心技術的(de)國家，為(wei)我國光伏(fu)產(chan)業(ye)(ye)(ye)植入了(le)(le)強勁的(de)“中國芯(xin)”。

2007年(nian)，我國(guo)第一套使用(yong)冷(leng)氫(qing)化技(ji)(ji)術(shu)的高純(chun)晶硅(gui)(gui)生產(chan)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)在江蘇(su)中能(neng)建(jian)成投(tou)產(chan)。此后，華陸公司高純(chun)晶硅(gui)(gui)團隊通過(guo)持續不斷的改良(liang)優(you)化，二代(dai)、三代(dai)、四(si)代(dai)和五代(dai)技(ji)(ji)術(shu)相(xiang)繼誕生，2021年(nian)10月，第五代(dai)冷(leng)氫(qing)化技(ji)(ji)術(shu)在新特能(neng)源股份(fen)有限公司高純(chun)晶硅(gui)(gui)項目首次應用(yong)建(jian)成投(tou)產(chan)，不僅(jin)將單套冷(leng)氫(qing)化裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的四(si)氯化硅(gui)(gui)處理能(neng)力提高到(dao)全球最(zui)大的35萬噸/年(nian)，還在四(si)氯化硅(gui)(gui)轉(zhuan)化率、能(neng)耗等(deng)關鍵(jian)指標上超(chao)越了(le)國(guo)內外所有同類裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，樹立了(le)行業新標桿(gan)。采用(yong)該(gai)技(ji)(ji)術(shu)的高純(chun)晶硅(gui)(gui)產(chan)品(pin)質量穩定，生產(chan)成本降低了(le)94.8%。

經過近20年(nian)(nian)不間斷的(de)技術(shu)(shu)迭代(dai)創新和工(gong)程實(shi)踐(jian)，華陸公(gong)(gong)司(si)成功打造(zao)一(yi)套涵蓋3000噸(dun)級(ji)到10萬(wan)(wan)噸(dun)級(ji)的(de)系列高純(chun)(chun)晶(jing)硅(gui)(gui)技術(shu)(shu)工(gong)藝包，實(shi)現了高純(chun)(chun)晶(jing)硅(gui)(gui)產品規模由千(qian)噸(dun)級(ji)到20萬(wan)(wan)噸(dun)級(ji)的(de)歷史(shi)性跨越。目(mu)前，華陸公(gong)(gong)司(si)采用的(de)專有專利高純(chun)(chun)晶(jing)硅(gui)(gui)制備技術(shu)(shu)在國(guo)內(nei)市場累計推廣(guang)43項(xiang)，承擔設計的(de)國(guo)內(nei)外高純(chun)(chun)晶(jing)硅(gui)(gui)總產能累計超300萬(wan)(wan)噸(dun)。這些項(xiang)目(mu)全部(bu)達產后年(nian)(nian)可新增光伏裝(zhuang)機容量(liang)1800吉(ji)瓦，年(nian)(nian)發電(dian)(dian)量(liang)約2.37萬(wan)(wan)億千(qian)瓦時(shi)，相當于21個三峽電(dian)(dian)站的(de)發電(dian)(dian)量(liang)，為保(bao)障國(guo)家能源安全、實(shi)現“雙碳”目(mu)標提供了技術(shu)(shu)支撐。

高(gao)純(chun)晶(jing)(jing)硅制備核(he)心技術主(zhu)要(yao)包括冷(leng)氫化(hua)、精餾、還(huan)原和尾氣回收四(si)大(da)核(he)心單元。其中，冷(leng)氫化(hua)是高(gao)純(chun)晶(jing)(jing)硅生(sheng)產的(de)(de)核(he)心裝(zhuang)置(zhi)，能將高(gao)純(chun)晶(jing)(jing)硅生(sheng)產中副產的(de)(de)四(si)氯化(hua)硅轉化(hua)為(wei)生(sheng)產高(gao)純(chun)晶(jing)(jing)硅的(de)(de)原料(liao)——三氯氫硅。與傳統熱氫化(hua)工藝相比，冷(leng)氫化(hua)技術具有轉化(hua)率高(gao)、能耗低(di)、投資(zi)小(xiao)等特點，大(da)大(da)降(jiang)低(di)了裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)初始投資(zi)和運行成本。

華陸公司(si)材料(liao)能源事業部總經理姚又省告(gao)訴記(ji)者，采用第五(wu)代(dai)技術(shu)的冷(leng)氫化(hua)(hua)裝置，實現了反(fan)應(ying)器直徑(jing)從0.9米(mi)到(dao)4.5米(mi)的飛躍，四氯化(hua)(hua)硅轉化(hua)(hua)率提升至28%~30%。同時(shi)，三氯氫硅電耗從1000千瓦時(shi)/噸降(jiang)至150千瓦時(shi)/噸，為目(mu)前(qian)國(guo)外冷(leng)氫化(hua)(hua)技術(shu)的1/3左右，不到(dao)傳(chuan)統熱氫化(hua)(hua)工藝的6%。

精餾(liu)是高純晶硅制備的關(guan)鍵環節。華陸公(gong)司(si)高純晶硅團隊開發的熱量耦合技術，成功將(jiang)精餾(liu)裝置從原有的11塔精餾(liu)改進為7塔精餾(liu)流程，設(she)備投資成本降低60％以上。

這一技術革(ge)新，在實現了精餾裝置(zhi)從(cong)零耦合到(dao)兩(liang)塔(ta)、三(san)塔(ta)和四塔(ta)等(deng)多(duo)塔(ta)耦合升級換代(dai)的(de)同(tong)時，還將蒸汽單耗從(cong)1.60噸(dun)/噸(dun)三(san)氯氫(qing)硅(gui)(gui)降低至(zhi)0.51噸(dun)/噸(dun)三(san)氯氫(qing)硅(gui)(gui)（TCS），精餾技術取得重(zhong)大突破。

2022年12月，“光(guang)伏電子(zi)材料高純晶硅新工藝技術及產業化應(ying)用(yong)”通過中(zhong)國石油和化學(xue)工業聯(lian)合會(hui)科(ke)技成果鑒定，總體處(chu)于國際領先水平。1年后，該技術獲中(zhong)國石油和化學(xue)工業聯(lian)合會(hui)科(ke)技進(jin)步一等獎。

創新(xin)永無止境。華陸公司材料(liao)能源(yuan)事業部經過不斷攻堅克(ke)難，冷(leng)氫(qing)化(hua)技術(shu)再次取得里程碑式的(de)(de)突破。2024年10月，第(di)五代pro版冷(leng)氫(qing)化(hua)技術(shu)在徐州中(zhong)能實(shi)現工業化(hua)并(bing)順利投(tou)產，四氯化(hua)硅處理能力、轉化(hua)率、電耗及(ji)蒸(zheng)汽消(xiao)耗相較于(yu)第(di)五代冷(leng)氫(qing)化(hua)技術(shu)，又有了一次質的(de)(de)飛躍，中(zhong)國(guo)光伏這張“名(ming)片”越擦越亮。

此外，華陸公(gong)司(si)還成立(li)了高(gao)(gao)純晶(jing)硅項目(mu)群(qun)技術(shu)委員會，全面負責項目(mu)總(zong)體方案把(ba)控，確保(bao)每個項目(mu)方案都能達(da)到最優。作為高(gao)(gao)純晶(jing)硅項目(mu)群(qun)總(zong)技術(shu)負責人，今年已67歲高(gao)(gao)齡的(de)石油(you)和(he)化(hua)工行業勘(kan)察(cha)設計大師、華陸公(gong)司(si)高(gao)(gao)純晶(jing)硅技術(shu)創始人、材料能源事(shi)業部原總(zong)工程師陳(chen)維平(ping)，依然保(bao)持著對工作的(de)極(ji)高(gao)(gao)熱情和(he)對技術(shu)的(de)無限(xian)執著，為華陸公(gong)司(si)發展貢獻力量。

急難險重關(guan)頭，華陸公(gong)司(si)還(huan)創新(xin)推行主項(xiang)負責人(ren)制，確保項(xiang)目(mu)(mu)的(de)(de)執行質量與技術的(de)(de)接續傳承。根據(ju)高純晶硅產品的(de)(de)主項(xiang)特征，從工(gong)藝(yi)、管(guan)道、結構、電(dian)氣、自控(kong)等主要(yao)設計專業(ye)選配經驗豐(feng)富、責任心強、能打硬(ying)仗的(de)(de)骨干人(ren)員擔(dan)任主項(xiang)負責人(ren)，提高了項(xiang)目(mu)(mu)設計的(de)(de)效率和(he)質量。

高純晶硅(gui)還原裝(zhuang)置、整(zheng)理裝(zhuang)置為(wei)潔凈廠房(fang)，需要多專(zhuan)(zhuan)(zhuan)業(ye)(ye)(ye)配合，設(she)計難度極大。華(hua)陸(lu)公司(si)大膽優(you)化傳統設(she)計流程，根據專(zhuan)(zhuan)(zhuan)業(ye)(ye)(ye)特點(dian)調整(zheng)專(zhuan)(zhuan)(zhuan)業(ye)(ye)(ye)分工(gong)，設(she)計團(tuan)隊打破常規，將(jiang)建(jian)筑專(zhuan)(zhuan)(zhuan)業(ye)(ye)(ye)提到了前端(duan)，結(jie)果僅用了不到1個(ge)半月就完(wan)(wan)成(cheng)了建(jian)筑圖(tu)設(she)計，為(wei)業(ye)(ye)(ye)主土建(jian)施(shi)工(gong)創造(zao)了有利條件。同時，針(zhen)對(dui)高純晶硅(gui)項目所需冷(leng)量大、規格(ge)多的(de)特點(dian)，以往冷(leng)凍站由工(gong)藝專(zhuan)(zhuan)(zhuan)業(ye)(ye)(ye)主導(dao)，管(guan)道(dao)專(zhuan)(zhuan)(zhuan)業(ye)(ye)(ye)完(wan)(wan)成(cheng)設(she)備布置和配管(guan)，團(tuan)隊還將(jiang)冷(leng)凍站設(she)計調整(zheng)由既熟(shu)悉(xi)工(gong)藝系統、又熟(shu)悉(xi)管(guan)道(dao)設(she)計的(de)熱工(gong)專(zhuan)(zhuan)(zhuan)業(ye)(ye)(ye)完(wan)(wan)成(cheng)，縮(suo)短了設(she)計周期。

面對新一輪科技革命與(yu)(yu)產業(ye)變革，中(zhong)國化(hua)(hua)學華陸公司材料能(neng)源事業(ye)部團隊(dui)始終(zhong)堅持創新驅動發(fa)展(zhan)(zhan)，以“燈火(huo)通明搞科研”的精神，大踏步向“新”而行(xing)，持續強化(hua)(hua)高純晶硅拳(quan)頭產品技術創新引領，加(jia)快培育新質生產力，矢志(zhi)為助力全球綠色(se)低(di)碳轉型與(yu)(yu)可(ke)持續發(fa)展(zhan)(zhan)不斷作(zuo)出國資(zi)央企新貢獻(xian)。