《太陽能電池用冶金法提純多晶硅》

（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

根據材試標字〔2022〕270號“關于CSTM標準《太陽能電池

用冶金法提純多晶硅》的立項公告”文件的要求，CSTM標準《太陽

能電池用冶金法提純多晶硅》以項目編號“CSTMLX990001111—

2022”下達。

按照標準制、修訂工作程序的要求，成立了以湖南立新硅材料科

技有限公司為牽頭單位，江陰東升新能源股份有限公司、洛陽凱晶電

子科技有限公司、上海楠棲新能源科技有限公司、上海晶祺電子材料

有限公司、無錫晶智新能源有限公司、熊貓光伏科技有限公司、江蘇

愛索拉太陽能科技有限公司、上海先韋能源科技有限公司等多晶硅上

下游企業為項目參編單位，項目組由何家壅，劉立新，鐘勇，王中然，

趙松，簡城梁，陶正偉，王磊，鹿斌，張宜國，吳守慶等組成。

在本標準的編制過程中，項目組針對太陽能多晶硅的質量要求

（6-7N）發展的工藝，通過利用真空冶煉、等離子體反應、定向凝固、

區域提純等方法直接從工業硅制造成為太陽能硅材料，廣泛征求太陽

能用多晶硅的上下游企業意見，對冶金法提純多晶硅分類、提純方法、

性能要求、試驗方法、檢驗規則以及標志、包裝、運輸、儲存和質量

說明書、合同等開展了標準化，在此基礎上起草了征求意見稿。

二、標準化對象簡要情況及制修訂標準的原則

太陽能級多晶硅是光伏產業的基礎性材料，但傳統的制備方法存

在生產成本偏高、能耗大、回收期長、污染嚴重等問題。通過冶金法

提純太陽能級多晶硅，能突破低成本硅提純技術的關鍵，在降低能耗、

解決太陽能行業的環境問題等方面具有應用前景。冶金法提純太陽能

級硅材料技術具有四大優點：一是電耗低，生產1Kg太陽能級多晶

硅，化學法耗電約63KWh，冶金法耗電約25KWh；冶金法既可大幅

度的降低生產成本，又符合了國家雙碳戰略目標的要求；二是建設周

期短，從設備訂購到達產僅需150天；一次性投入成本低，萬噸產線

總投資約5億元（人民幣）；化學法建設周期至少需要360天，一些

設備備件還受制于國外企業的制約，萬噸產線總投資則需要約10億

元（人民幣）；三是“三廢”少，整個生產過程中環保、不產生有害

“三廢”，易于處理，不會對環境產生影響；四是生產安全，生產過

程類似傳統煉鋼行業，無易燃易爆物質產生，生產安全可靠，可大量

生產。

目前，我國太陽能級硅材料需求巨大。從下游單晶拉制、太陽能

電池片的制作以及太陽能電池片光電轉換效率和光衰減方面數據來

看，冶金法提純太陽能多晶硅技術已成熟。但是冶金法提純太陽能多

晶硅主要面臨冶金法本身帶來的固有雜質較高、以及檢測規則和質量

標準缺失，亟需制定《太陽能發電用冶金提純多晶硅》團體標準，解

決行業共性難題，支撐國家碳達峰碳中和的發展目標。

三、采用國際標準和國外先進標準的程度，以及與國際、國外同類標

準水平的對比情況，或與測試的國外樣品、樣機的有關數據對比情況

當前國內外硅的提存方法分為化學反應法和冶金法，化學反應法

是利用氫、氯或氯化氫等化學原料與硅反應生成硅烷或鹵代硅烷，進

行分餾的方法進行提純，但是主要核心技術掌握在國外大公司手中，

目前我國引進改進西門子法等工藝，但是其生產工藝中使用到的氫氣

和氯氣等屬于高危氣體；在生產中必然產生的三氯氫硅和四氯化鈣或

硅烷氣體屬于極易燃易爆，而且該氣體一旦泄露就會對環境產生永久

性的傷害。副產品回收、污染治理和防爆炸等都是需要解決的問題。

冶金法是近年針對太陽能多晶硅的質量要求（6-7N）發展的工藝，

通過利用真空冶煉、等離子體反應、定向凝固、區域提純等方法直接

從工業硅制造成為太陽能硅材料，國內外企業紛紛介入該領域，然而

我國國內存在冶金技術和工藝不成熟、純度（4-5N）和質量難以達到

太陽能級硅使用需求。

2015年，我司經科研團隊過數年研究，在冶金法提純硅料技術

上取得了突破性進展，現利用冶金法已經可以量產出太陽能級（6-7N）

光伏用硅料。基于此，通過研制本標準，對冶金法提純太陽能多晶硅

的技術性能、檢測方法和檢測規則提出要求，對材料開展針對性提純，

生產可實用的太陽能級硅材料。

目前國內外下游單晶或鑄錠多晶用料多為化學法生產的硅料，其

供銷執行標準多為GB/T25074-2017太陽能級多晶硅。為了讓客戶在

使用冶金法提純的太陽能級多晶硅料時更方便，冶金法提純太陽能多

晶硅料的外觀、檢測方法、包裝等，與GB/T25074-2017太陽能級多

晶硅內相關標準保持基本一致。在技術參數方面，冶金法對其受主雜

質或施主雜質可進行針對提純。除施主雜質和受主雜質外，冶金法提

純太陽能多晶硅其他參數基本達到國標GB/T25074-2017太陽能級多

晶硅及國標GB/T35307-2017流化床法顆粒硅中特級料的標準。化學

法生產的太陽能級多晶硅料，因其是氣相沉積而成，生成的是非本征

半導體材料；而冶金法生產的太陽能級多晶硅料中有一定數量的晶界

存在，晶界會影響到少數載流子壽命，所以冶金法太陽能級多晶硅料

的少數載流子壽命會低一點。在多晶硅下游單晶拉制或多晶鑄錠環節

中，需要摻加施主或受主雜質，使得單晶硅棒或多晶硅錠的電阻率在

0.5~3Ω.cm，一般摻雜量在0.2ppm左右；所以冶金法太陽能級多晶

硅料中的施主雜質和受主雜質不會對下游單晶硅的拉制及其產品質

量產生影響，反而可以有效減少其摻雜工序，提高生產效率，降低生

產成本。

四、標準主要技術內容

本文件規定了太陽能發電用的冶金法提純多晶硅分類、提純方法、

性能要求、試驗方法、檢驗規則以及標志、包裝、運輸、儲存和質量

說明書、合同等內容。本文件適用于太陽能發電用的冶金法提純多晶

硅。

本標準主要包括以下部分內容：

——分類，根據導電類型分為N型和P型，根據技術指標的差

別分為P型摻硼單晶硅用料、P型摻鎵單晶硅用料、N型摻磷單晶硅

用料；

——提純方法，按照太陽能發電用冶金法提純多晶硅流程分為了

初洗、精煉、精洗、鑄錠成型、清洗破碎、包裝和成品。

——性能要求，提出了太陽能發電用冶金法提純多晶硅技術指標、

表面質量、金屬雜質等內容。

——試驗方法，提出了驗證太陽能發電用冶金法提純多晶硅技術

指標的各項測試方法和依據的標準。

——檢驗規則，從檢查和驗收、組批、檢驗項目、取樣、檢驗結

果的判定5個方面給了具體檢驗要求。

——其他方面，從標志、包裝、運輸、貯存和質量保證書等方面

提出要求。

五、主要試驗（或驗證）的分析、綜述報告，技術經濟論證，預期的

經濟效果

為試驗分析太陽能級冶金法提純的多晶硅，從多個方面進行了技

術驗證和分析，包括：

圖1技術性能指標測試驗證

圖2上下游技術性能指標測試驗證

通過驗證分析，該標準可大幅度降低多晶硅生產成本，且減少對

環境的污染。本標準制定后，通過冶金法提純太陽能級多晶硅，能突

破低成本硅提純技術的關鍵，在降低能耗、解決太陽能行業的環境問

題等方面具有廣闊的應用前景。

六、與有關的現行法律、法規和強制性國家標準的關系

本標準與現行法律、法規、政策及相關標準沒有沖突和矛盾。

七、重大分歧意見的處理經過和依據

本標準與現行法律、法規、政策及相關標準沒有沖突和矛盾，也

未收到相關重大分歧意見。

八、標準水平建議，預期的社會經濟效果

本標準的制定和實施將填補相關領域標準空白，破低成本硅提純

技術的關鍵，在降低能耗、解決太陽能行業的環境問題等方面具有廣

闊的應用前景。

九、貫徹標準的要求和措施建議（包括組織措施、技術措施、過渡辦

法等內容）

標準發布后，建議由綜合標準化領域委員會、材料領域委員會組

織相關企業進行標準宣傳實施，推動新技術的擴散。

《太陽能電池用冶金法提純多晶硅》

（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

根據材試標字〔2022〕270號“關于CSTM標準《太陽能電池

用冶金法提純多晶硅》的立項公告”文件的要求，CSTM標準《太陽

能電池用冶金法提純多晶硅》以項目編號“CSTMLX990001111—

2022”下達。

按照標準制、修訂工作程序的要求，成立了以湖南立新硅材料科

技有限公司為牽頭單位，江陰東升新能源股份有限公司、洛陽凱晶電

子科技有限公司、上海楠棲新能源科技有限公司、上海晶祺電子材料

有限公司、無錫晶智新能源有限公司、熊貓光伏科技有限公司、江蘇

愛索拉太陽能科技有限公司、上海先韋能源科技有限公司等多晶硅上

下游企業為項目參編單位，項目組由何家壅，劉立新，鐘勇，王中然，

趙松，簡城梁，陶正偉，王磊，鹿斌，張宜國，吳守慶等組成。

在本標準的編制過程中，項目組針對太陽能多晶硅的質量要求

（6-7N）發展的工藝，通過利用真空冶煉、等離子體反應、定向凝固、

區域提純等方法直接從工業硅制造成為太陽能硅材料，廣泛征求太陽

能用多晶硅的上下游企業意見，對冶金法提純多晶硅分類、提純方法、

性能要求、試驗方法、檢驗規則以及標志、包裝、運輸、儲存和質量

說明書、合同等開展了標準化，在此基礎上起草了征求意見稿。

二、標準化對象簡要情況及制修訂標準的原則

太陽能級多晶硅是光伏產業的基礎性材料，但傳統的制備方法存

在生產成本偏高、能耗大、回收期長、污染嚴重等問題。通過冶金法

提純太陽能級多晶硅，能突破低成本硅提純技術的關鍵，在降低能耗、

解決太陽能行業的環境問題等方面具有應用前景。冶金法提純太陽能

級硅材料技術具有四大優點：一是電耗低，生產1Kg太陽能級多晶

硅，化學法耗電約63KWh，冶金法耗電約25KWh；冶金法既可大幅

度的降低生產成本，又符合了國家雙碳戰略目標的要求；二是建設周

期短，從設備訂購到達產僅需150天；一次性投入成本低，萬噸產線

總投資約5億元（人民幣）；化學法建設周期至少需要360天，一些

設備備件還受制于國外企業的制約，萬噸產線總投資則需要約10億

元（人民幣）；三是“三廢”少，整個生產過程中環保、不產生有害

“三廢”，易于處理，不會對環境產生影響；四是生產安全，生產過

程類似傳統煉鋼行業，無易燃易爆物質產生，生產安全可靠，可大量

生產。

目前，我國太陽能級硅材料需求巨大。從下游單晶拉制、太陽能

電池片的制作以及太陽能電池片光電轉換效率和光衰減方面數據來

看，冶金法提純太陽能多晶硅技術已成熟。但是冶金法提純太陽能多

晶硅主要面臨冶金法本身帶來的固有雜質較高、以及檢測規則和質量

標準缺失，亟需制定《太陽能發電用冶金提純多晶硅》團體標準，解

決行業共性難題，支撐國家碳達峰碳中和的發展目標。

三、采用國際標準和國外先進標準的程度，以及與國際、國外同類標

準水平的對比情況，或與測試的國外樣品、樣機的有關數據對比情況

當前國內外硅的提存方法分為化學反應法和冶金法，化學反應法

是利用氫、氯或氯化氫等化學原料與硅反應生成硅烷或鹵代硅烷，進

行分餾的方法進行提純，但是主要核心技術掌握在國外大公司手中，

目前我國引進改進西門子法等工藝，但是其生產工藝中使用到的氫氣

和氯氣等屬于高危氣體；在生產中必然產生的三氯氫硅和四氯化鈣或

硅烷氣體屬于極易燃易爆，而且該氣體一旦泄露就會對環境產生永久

性的傷害。副產品回收、污染治理和防爆炸等都是需要解決的問題。

冶金法是近年針對太陽能多晶硅的質量要求（6-7N）發展的工藝，

通過利用真空冶煉、等離子體反應、定向凝固、區域提純等方法直接

從工業硅制造成為太陽能硅材料，國內外企業紛紛介入該領域，然而

我國國內存在冶金技術和工藝不成熟、純度（4-5N）和質量難以達到

太陽能級硅使用需求。

2015年，我司經科研團隊過數年