走进协鑫科技控股有限公司（以下简称“协鑫科技”）徐州颗粒硅生产基地，一座座硅烷反应塔高耸林立，伴随着流化床装置的低鸣声，绿豆般大小的颗粒硅源源不断地流入存储罐，等待检测合格后打包入库……协鑫科技相关负责人告诉记者，当前协鑫科技四个颗粒硅生产基地，产能几乎达到满负荷状态。
在硅料整体供应逆周期的大背景下，刚刚商业化运营不到三年的颗粒硅，为何能满负荷生产，屡屡斩获大单，成为行业新宠？协鑫科技给出的答案是：以技术创新赋能品质升级，靠绿色低碳驱动全产业链减排降碳。
“过去一年，协鑫科技不断自加压力，倒逼管控，在品质上做加法、成本上做减法，使颗粒硅不断刷新弯道超车纪录，仅用一年时间便赶超了传统西门子法半个世纪质量爬升的漫长进程，可用于N型的颗粒硅901A产品比例超过90%，成本持续刷新至行业极限。进入N型时代，颗粒硅差异化优势越发凸显，去年底已实现头部客户全覆盖。”协鑫科技联席首席执行官兰天石告诉记者。
颗粒硅市占率快速提升
光伏制造产业链并不复杂，主要分为硅料、硅片、电池、组件四大环节。相较于其他环节，最上游的硅料环节技术门槛较高，需要投入的资金量大，硅料的纯度极大影响着下游光伏发电的成本和效率。因此，提升硅料的生产能力和质量、优化生产过程中的能源消耗和材料利用率，是提高整个光伏行业竞争力的关键。
目前，在多晶硅生产上，全球主要有两种技术路线：一种是改良西门子法棒状硅；一种是硅烷流化床法颗粒硅。与西门子法棒状硅相比，颗粒硅具有体积小、流动性强、无须破碎、制备工艺简单等特点，能完全避免掺入杂质的风险，在品质、成本、减碳上具有明显优势。然而，在过去很长一段时间里，囿于技术门槛高和知识产权保护严密等深层次原因，多晶硅行业几乎被改良西门子法“一统天下”，不过随着科技进步与工艺创新，这一格局因协鑫科技颗粒硅的大规模量产而被打破。
2021年，协鑫科技颗粒硅率先实现万吨级规模化量产，历经两年的技术砥砺和瓶颈突破，2023年年底，协鑫科技宣布彻底停产棒状硅，全面押注颗粒硅。经过多年的洗礼与磨练，协鑫科技颗粒硅在发展壮大中，快速实现品质跃升，成为市场首选的产品之一。
中国光伏行业协会发布的数据显示，随着硅烷法颗粒硅产能和产量的增加，2023年颗粒硅市场占比达到17.3%，而在2022年，颗粒硅市占率仅为7.5%。
兰天石告诉记者，协鑫科技2023年颗粒硅产量达20.36万吨，同比增长346%；名义产能达42万吨，有效产能为34万吨。
技术创新赋能品质升级
当前，光伏电池技术正处于从P型向N型的转换期，众所周知，N型产品转换效率更高，但鲜为人知的是，这更依赖硅基材料的品质。在N型时代，协鑫科技颗粒硅不但没有掉队，还成为N型硅料的主要供应者，这离不开其对产品品质的不懈追求。
过去一年，协鑫科技颗粒硅产品品质在不断提升中迎来爆发，实现质的飞跃。公司称，一方面，颗粒硅在金属杂质控制方面已处于行业顶尖水平，在下游N型市场的应用效果位列前茅。今年3月，颗粒硅5元素总金属杂质≤0.5ppbw的平均产品比例超90%，而18元素总金属杂质≤1ppbw的平均产品比例超60%。目前，公司研发团队和示范应用基地生产人员精诚合作，不断突围，向金属杂质控制的更高能级发起挑战。
此外，截至今年3月，颗粒硅的浊度水平基本全部降至120NTU以内，更为关键的是，颗粒硅浊度水平低于100NTU的平均产品比例高达75%，未来将有进一步降低的空间。
业内专家告诉《中国电子报》记者，硅料中金属杂质的浓度对于决定硅片质量的关键指标——少子寿命衰减有直接的影响，硅料杂质含量越低，硅片少子寿命越高，质量越好。“少子寿命的衰减来源于金属杂质的富集，金属杂质分凝会让多次投料中后端产品少子寿命持续下降，因此需要更高品质的原料去稀释生产中液体杂质的浓度。通过下游企业大规模应用实证，用颗粒硅连续拉制N型单晶硅棒，伴随多次投料，晶棒头部少子寿命的跌幅明显优于同期棒状硅致密料的表现。”该专家解释道。
专家认为，浊度是颗粒硅扩大应用范围、提升客户使用体验的关键点。浊度高会影响断线率，这在N型产品中尤为明显，因为N型拉晶比P型炉压更低，旋转更慢。100%颗粒硅生产的N型单晶硅片，电池转换效率较同期持平或略高。因此，考虑到经济效益，拉晶企业选择使用较高比例的颗粒硅。
此外，从成本角度看，协鑫科技去年颗粒硅全年成本直线走低，下降约27%，处于行业领先水平，并仍然保持下降趋势。
业内人士普遍认为，当前，N型硅料和P型硅料价差在拉大。N型硅料能获得较高溢价，归功于其背后的高技术门槛，这也导致一些二三线硅料企业不能提供N型硅料，或者N型硅料产品占比较低。不容置疑，N型硅料的供给能力，直接反映出硅料企业的赚钱能力。
“即使面对行业波动、周期调整，公司对科技创新和研发迭代的坚守从未改变，2023年度公司研发成本达18.73亿元，同比增加11.1%，颗粒硅品质等关键指标实现历史性重大突破，充分展现了公司以科技制胜、研发为王，在新周期中的韧性和定力。”兰天石称，目前，协鑫科技已在江苏、内蒙古、四川建有四大10万吨级颗粒硅基地。预计到2024年年底，协鑫科技颗粒硅产能将提升至50万吨。同时，协鑫科技目前所拥有的全球最大规模的硅烷产能，也将从年产50万吨提升至60万吨。在光伏市场内卷的挑战下，协鑫科技在多晶硅阵营的市占率将持续拉升。