高純石英砂“摻鋁”之爭背后：光伏產業協同創新破局在即

近日，高純石英砂企業與下游石英坩堝廠商之間的一起買賣合同糾紛，受到光伏行業廣泛關注。此次糾紛的核心聚焦“摻鋁”工藝技術爭議，即添加鋁元素的高純石英砂，是否為光伏單晶拉制過程中石英坩堝出現“析晶”“漏硅”等質量問題的主因。這一爭議既涉及材料科學領域的專業問題，也讓光伏產業鏈協同創新與科學驗證相關話題進入行業視野。

“摻鋁”工藝：技術應用背后的行業背景與科學依據

　　據涉事高純石英砂企業披露，此次糾紛圍繞其供應的“摻鋁”高純石英砂產品展開。從行業常規生產來看，高純石英砂制造需嚴格控制雜質含量，尤其對金屬元素要求嚴苛，但光伏坩堝用砂因應用場景特殊，存在差異化技術需求，為“摻鋁”工藝應用提供了背景條件。從材料特性角度，業內專家解讀稱，Al-O鍵能高于Si-O鍵能，在高純石英砂中適量引入鋁元素，并非傳統意義上的“摻雜雜質”，而是對石英砂的“功能化改性”，目的是增強石英坩堝的高溫強度，提升其在長期高溫環境下的穩定性。我國現行相關標準明確規定，光伏坩堝外層砂的鋁含量限值為20ppm，從規范層面表明鋁元素并非光伏坩堝用高純石英砂中需完全清除的成分。國際研究也為“摻鋁”工藝應用提供理論參考。2024年，挪威石英公司與挪威科技大學《RSCAdvances》期刊聯合發表的研究成果顯示，當鋁添加量低至20ppm時，可顯著提高石英玻璃的高溫粘度，同時阻礙方石英結晶，對延長光伏坩堝使用壽命、提升結構強度具有積極作用。

技術關鍵：“摻鋁”工藝與“析晶風險”的關聯

　　“摻鋁”工藝的應用存在技術邊界，其與石英坩堝“析晶”風險的關聯，需從材料科學原理層面分析。上述挪威聯合研究同時指出，鋁原子可能導致石英玻璃中Si-O鍵局部弱化，加速材料從玻璃態向結晶態轉變的動力學過程，這一機制是“析晶風險”的科學根源。據了解，石英坩堝“析晶”指其在高溫拉晶過程中內部析出方石英晶體，該現象會導致坩堝壁脆化、破裂，進而引發“漏硅”等生產事故。由此可見，“摻鋁”工藝在實際應用中呈現“雙刃劍”特性：鋁含量處于最佳區間時，可有效提升坩堝性能；若鋁含量超標或工藝控制不當，則可能加劇析晶風險。目前行業內普遍認為，“摻鋁”工藝應用的核心在于精準找到并控制“最佳鋁摻雜量”，這一目標的實現，需要產業鏈上下游通過大量聯合實驗、工藝調試，形成穩定可靠的技術方案。

糾紛細節：產業鏈技術驗證流程相關情況

　　從涉事企業披露的信息來看，此次糾紛存在一個關鍵細節：下游坩堝廠商采購“摻鋁”高純石英砂產品后，未完成小試、中試、大試等必要的驗證流程，便直接將產品批量投入生產。業內人士表示，此類操作將復雜的材料工藝問題簡單化，忽視了實驗室技術與工業化生產之間的變量差異，客觀上增加了質量風險發生的可能性。進一步分析可知，石英坩堝在拉晶環節出現質量問題的誘因具有多元性：既可能與坩堝砂原料的成分控制相關，也可能受到拉晶用多晶硅料純度、熱場系統穩定性、拉晶工藝參數（如溫度、真空度、旋轉速度）精準度等多種因素影響。

行業聚焦：光伏產業鏈協同與驗證體系建設

　　此次糾紛引發光伏行業對產業鏈協同創新與科學驗證的關注。當前我國光伏產業規模位居全球前列，在產業持續發展過程中，產業鏈上下游的科學協作、技術驗證體系建設等話題，逐漸成為行業討論的重點。從實踐角度，業內人士提出，新材料、新工藝導入產業應用時，需建立全流程驗證標準，明確小試、中試、大試各階段的技術指標與測試方法，避免為追求短期效率而省略關鍵驗證環節；產業鏈上下游企業可探索組建“技術攻關聯合體”，圍繞材料特性、工藝適配性等共同開展研究，共享實驗數據與技術成果，打破單純買賣關系的局限；面對質量問題時，需建立多維度歸因分析機制，聯合材料供應商、設備廠商、生產企業開展系統排查，以科學方法厘清問題、推進解決。作為光伏產業鏈的關鍵材料，高純石英砂的技術創新與應用安全直接關系產業穩定發展。此次糾紛也讓行業對“科學共同體”建設展開更多探討，未來通過技術協同、標準共建、風險共治，減少類似爭議性問題，推動技術創新更好支撐產業發展，成為行業內部分人士的共同關注方向。

來源：中安在線