石英是一种框架结构氧化物矿物，具有硬度高、化学性能稳定、隔热性好等优点。石英因其高折射率被广泛应用于光纤传输和光伏领域。同时，石英具有透光性，可制成石英玻璃，称为“玻璃材料之冠”。
高纯石英用于生产半导体晶体硅等高科技领域，制成二氧化硅坩埚，容纳高温硅熔体。石英的优异性能和广泛应用使其在高科技发展时代脱颖而出。石英资源不仅是光伏发电行业的关键基础原材料之一，也是重要的战略非金属矿产资源。
光伏产业链中有三种不同的石英砂，即金属硅原料硅石、拉杆石英坩埚原料高纯石英砂、光伏玻璃原料超白石英砂。今天我们来看看这三种光伏原料的区别。
1.金属硅原料-硅石（SiO2≥99%）
硅一般是指脉冲石英、石英岩和石英砂岩的总称。硅通常被广泛用作建筑材料的主要原料，也是无机盐工业建筑材料的重要原料。硅一般是指纯度高的天然石英砂，即二氧化硅，分布广泛，储存量可观。中国拥有大型优质矿产资源，主要用于冶金工业的酸性耐火砖。
硅石中华人民共和国工业和信息化部发布的《中华人民共和国黑色冶金行业标准》规定了不同用途硅石的理化指标。在冶金硅石和工业硅石的生产中SiO2质量分数下限为99%，生产硅质合金的硅质分数下限为97%；水泥用硅石，玻璃用硅石。SiO质量分数下限分别为80%和96%。
我国硅石资源丰富，分布广泛，相对集中。根据我国自然资源部发布的数据，2020年，我国冶金硅石、玻璃硅石、水泥硅石总储量为23.62亿吨，主要分布在江西、安徽、海南等省，仅江西、安徽两省储量之和就达到25%以上。
99硅石作为生产工业硅的重要原料，占工业硅成本的13.2%。2020年，我国冶金硅石总储量为2.45亿吨。作为工业硅生产大国，我国对硅石的需求量大，进口量大。2015-2021年，我国硅石进口量远大于出口量，呈现快速增长趋势。2021年，我国进口硅石419.56万吨，净进口硅石296.09万吨。
2.石英坩埚原料-高纯石英砂（SiO2≥99.99%的杂质总含量小于25%ppm）
高纯石英是以水晶、脉冲石英、花岗岩等矿石为原料的矿产产品。它是硅产业高端产品的物质基础，广泛应用于战略性新兴产业。
全球高纯石英原料矿床主要分布在巴西、美国、加拿大、挪威、澳大利亚、俄罗斯、中国等地。据美国地质调查局统计，截至2019年底，全球高纯石英原料矿产资源约7300万t，其中，巴西是世界上资源量的，资源量为2111万t，矿石类型主要为天然水晶；美国是第二大资源量国，资源量为1822万t，矿石类型主要为花岗伟晶岩型石英。加拿大位居世界第三，资源1000万t，矿石类型主要为脉石英。
晶体环节的石英坩埚是光伏领域高纯石英砂的主要产品。主要用于支持高温条件下的连续晶体拉伸。它是一种消耗性石英装置，用于装置多晶硅原料。目前，它占硅片成本的1.2%和硅片非硅片成本的15%。石英坩埚一般为内外双层（或三层）结构。石英砂的纯度会直接影响硅棒晶体拉伸的质量。外层为高气泡密度区，称为气泡复合层。气泡复合层加热均匀，保温效果好；内层为3-5层mm透明层，称为气泡空层，降低了坩埚与溶液接触区的气泡密度，提高了单晶生长的成功率和晶棒的质量。
石英坩埚
随着光伏产业链的不断发展，对高纯石英砂的需求也越来越大。然而，国外内层石英砂企业还没有扩大生产的计划。在中国找不到合适的内层砂矿或合适的替代材料的情况下，高纯石英砂在过去两年可能成为光伏产业链的瓶颈。
3.光伏玻璃原料-超白石英砂（SiO2≥99.30%，Fe2O3≤60ppm）
光伏玻璃不同于普通玻璃，它是由超白色玻璃的原深加工而成。超白玻璃是一种超透明低铁玻璃，又称低铁玻璃、高透明玻璃，具有自爆率低、颜色一致性好、透光率高、透光率好、紫外线透光率低等优点。
目前，低铁超白玻璃广泛应用于太阳能钢化玻璃中。低铁超白玻璃通常需要石英砂中的主要元素SiO2≥99.30%，Fe2O3≤60ppm等，制作太阳能光伏玻璃所用的石英资源多为石英岩、石英砂岩、滨海石英砂等资源。
光伏超白玻璃vs普通玻璃
光伏玻璃生产需要含铁量低的超白石英砂矿，约占玻璃成本的13%；国内优质低铁超白石英砂矿稀缺，集中在安徽凤阳、广东河源、湖南、广西、海南等地，行业自然垄断；以目前光伏玻璃龙头为例，信义光能和福莱特的生产基地集中在广西北海、安徽芜湖、凤阳等地，配套优质硅砂矿，原材料质量稳定，成本低廉，有利于提高成品稳定性，降低生产成本。