製造太陽能電池、太陽能板過程中,除因多晶矽材料產生許多污染,加上中間產物無法回收再利用,遂導致多晶矽成本居高不下。若能利用新的電還原方式獲得多晶矽,且導入中間產物可以再利用的矽循環經濟概念,則可有效解決上述問題。
中華替代能源協會理事長吳以舜表示,由於太陽能供電不穩定,即使未來太陽能發電成本與一般市電相同,仍無法解決當前的能源問題。 |
目前的多晶矽製程主要是西門子(Siemens)法,並衍生出三個世代的生產方式,其中,第三代全閉環式生產為目前最佳的生產技術。中華替代能源協會理事長吳以舜表示,雖然第三代的製程可大幅減少能耗,但仍有生產成本高、二氧化碳排放與生產安全等問題,因此業界也正努力尋找新的多晶矽萃取物質與製程方式,亦即發展可生產矽而不排放二氧化碳的技術,目前電還原生產技術即利用二氧化矽還原取得矽與氧,不會產生二氧化碳,且生產1公斤的矽僅耗電8度。
利用上述技術,再導入矽循環經濟概念,還可解決多晶矽生產過程中的不環保問題,吳以舜強調,除了可以解決不環保問題外,其他的產出物如氮化矽(Si3N4)與氨(NH3),亦可作為玻璃的原料及化肥。此外,由於目前沒有任何替代能源可以完全取代石化原料,因此全球經濟發展仍相當倚賴石化燃料,溫室效應問題也因而無法有效解決,但矽燃燒後得到的能量等於煤炭,且運送方便,燃燒後也不會產生有害物質,加上太陽能發電過程中,如何更有效儲存電力,並可方便運送,矽將是很好的介質,同時矽循環經濟也將是多晶矽廠商可進一步深思並發展的課題。
第一個世代的西門子法為敞開式生產,副產品如四氯化矽(SiCl4)與鹽酸(HCl)無法再使用,且效率低、污染大,能耗也高;第二代為部分閉環式生產,四氯化矽可回收再利用,有助效率與產量的提升,不過鹽酸仍無法再循環利用,此製程為目前多數中國大陸廠商的主要多晶矽製造方式;第三代全閉環式生產除約200kWh/kg的總能耗較前兩代低外,可回收再利用的物質也較多,因此也成為2009年9月中國大陸官方新政策–中國宏觀調控的規範依據。