要了解光伏用的三种石英原材料，首先让我们看一下光伏新能源产业链的全景是什么样？

光伏发电在能源供应体系中占据越来越重要的地位，光伏相关产业也随之强大起来，已形成了从高纯度硅材料、硅锭/硅棒/硅片、电池片/组件、光伏辅材辅料、光伏生产设备到系统集成和光伏产品应用等完整的产业链条。光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、组件、光伏电站等环节。具体来说，光伏产业链上游包括原料高纯度多晶硅材料、单晶硅和多晶硅的制造、硅片的生产；中游包括光伏电池，光伏组件以及逆变器环节；下游为光伏电站应用。

现在我们再来详谈光伏用的三种石英原材料：太阳能多晶硅的上游原材料：工业硅、石英坩埚的核心原材料：高纯石英砂、光伏超白玻璃的原材料：低铁石英砂。

多晶硅由工业硅提纯而成。工业硅又称金属硅，是由碾碎后的硅石（石英石）和碳质还原剂（主要成分为精煤、石油焦、木炭、木片等）在电热炉中由碳还原二氧化硅而制得，其硅含量一般在99%以上，是多晶硅的上游原材料。硅石是脉石英、石英岩、石英砂岩等的总称，我国硅石资源储量丰富，石英砂是石英矿物经破碎加工而成的石英颗粒。

晶体硅产品主要包括太阳能电池片、芯片，主要用于光伏和半导体产业。从产能及产量来看，2014-2021年全球工业硅产能产量增长缓慢，截至2021年全球工业硅产能为632万吨，产量为412万吨，绝大部分的增长来自中国产能产量的扩张。全球工业硅供给中我国产能、产量占据绝对地位，2021年我国产量占比由66%提升至77%，剩下的则少量来源于巴西、美国、挪威等地。

石英坩埚是高纯石英制成的容器，是光伏行业不可或缺的重要支撑材料，是太阳能产品硅单晶、硅多晶生产中所必需的石英容器，也是半导体产业和硅太阳能电池的基础设备。石英坩埚在使用过程中会发生析晶、膨胀和机器应力破裂，是消耗性器皿。随着我国提拉单晶硅特别是太阳能用硅锭生产能力的不断扩大，石英坩埚需求量与日俱增。

矿源直接影响高纯石英砂的产品质量，海外石英砂企业扩产规划较少。美国西比科、挪威TQC基本依赖美国的斯普鲁斯派恩矿床，该矿床属于花岗伟晶岩（白岗岩），具有储量大、杂质少、气泡表现好、矿石品质稳定等优点，但石英含量较低，开采时会伴随产生大量其他副产品，考虑开采经济性，海外企业扩产意愿较低。石英股份等国内企业使用印度等地的脉石英矿源，品质稳定性略差，在杂质含量、稳定性等方面尚与进口产品有一定差异，目前大部分国产砂仅可用于坩埚外层，仅石英股份的部分产品可用于坩埚中内层。

超白玻璃中的铁含量在0.015%以下，而用于清洁能源光热发电的光伏玻璃等方面的高品质超白玻璃需要更高的透过率，对铁含量的要求更低，这就对玻璃的原料提出了更高的要求。

在超白玻璃的配合料中，石英砂一般占重量比的60%以上，是影响玻璃铁含量大小的主要因素，且石英砂的熔解温度较高，决定了玻璃的熔制形成速度。对于大多玻璃生产来说，各种原料中的Fe2O3属于有害成分，含量越低越好，但有的原料达不到低铁要求，如在普通的玻璃生产中使用的长石和白云石原料，为了降低含铁成分可以最大限度地进行精选。因此在石英砂生产过程中提高石英砂的品位，降低铁元素的含量显得非常重要。