碳碳复合材料正逐渐替代等静压石墨在光伏领域的位置

   中国光伏产业经历过2007和2010年飞速发展，在2012年已经是产能过剩状态，更是加剧了行业洗牌。

   2013年的太阳能光伏行业处于单晶硅和多晶硅同时发展的格局，当时多晶硅光伏转换效率虽然没有单晶硅高，但是成本有很大的优势。单晶硅工艺采用的是直拉单晶硅工艺，成本高，但是光伏转换效率有优势。

    直拉单晶硅炉内已经采用了大量碳素热场材料。这些碳素材料是其他材料无法替代的。以直拉单晶硅炉内的坩埚为例，高纯硅料要在1500℃左右熔融，需要用石英坩埚承载，但是石英坩埚高温强度太低，不足以承载200-300公斤的硅料，所以外边必须套一个石墨坩埚，作为承载部件。这里就完全发挥出碳材料的优势了，因为碳材料是唯一一种在高温下力学性能不降反升的材料。

    2013年的直拉单晶硅炉坩埚直径只有24-28寸，装载硅料少，石墨材料可以完全承受这个载荷。石墨材料主要就是等静压石墨。

    到了2021年，情况发生了翻天覆地的变化。2021年的直拉单晶硅炉坩埚直径达到了36寸，装载硅料更多了，一次可以装在700-800公斤硅料。要求碳素坩埚尺寸变大了、强度也要提高。这时候等静压石墨成本就急剧升高了，逐步被碳/碳复合材料代替。

    等静压石墨被碳/碳取代还有更重要的原因。因为等静压石墨是脆性材料，它的断裂是没有先兆的，所以，万一发生坩埚损坏，熔融的硅料会把炉底烧穿。而碳/碳复合材料，是碳纤维增强碳基体复合材料，不会发生脆断的事故，安全性大大提高。

   大尺寸等静压石墨成本升高，慢慢接近碳/碳复合材料成本，安全性又低，被取代就理所当然了。所以，目前直拉单晶硅炉内碳素结构材料，还剩加热器还在采用导电率高的石墨材料，其他的逐步被碳碳复合材料替代。

   除了石墨方面的原因，碳/碳复合材料能够替代石墨材料另一个原因，就是碳/碳这几年技术飞速发展。单说市场价格，以前一公斤碳/碳复合材料市场价格在2000-3000元，现在已经降到1100-1200元每公斤了。极大地降低了太阳能光伏发电组件每瓦成本。

2022年，中国太阳能光伏发电可以实现平价上网。太阳能发电能够脱离补贴，可持续发展之后，迎来的将会是指数级别的增长。单晶硅在与多晶硅竞争多年后，逐渐淘汰多晶硅的市场。

   作为生产单晶硅的直拉单晶硅工艺，已经成为主流。而碳/碳复合材料，是直拉单晶硅炉内的重要材料，而且是一种耗材，每1-2年就要更换的，将迎来更快速的发展。

   碳/碳复合材料，是以碳纤维增强碳基体的材料，碳纤维用量逐年快速增长。目前的碳/碳复合材料处于供不应求状态，毛利率不低于60%，正是处于风口趋势的初始状态。（信息来源：不只是钢货）

   至此，《中国（长沙）碳-碳复合材料技术与应用论坛》于2021年10月23日在长沙举办，将特邀碳碳复合材料上下游企业、科研院校等专家代表出席，为其提供技术交流、商务洽谈、战略合作的平台；会议将以“先进材料、先端技术、高端装备”为方向。更多碳碳复合材料信息可查看http://www.jasencc.com