碳碳热场与等静压石墨虽然同属光伏单晶炉热场部件的主流材料,但两者在性能与产业链上游原料上差异显著:碳碳热场(碳基复合材料)以碳纤维为原料,上游核心是碳纤维及预制体环节;等静压石墨以石墨为原料,上游核心是针状焦等石墨原料及等静压设备。碳碳复材凭借更高的抗折强度(≥150MPa,等静压石墨为38-60MPa)和更低的导热系数(<30 W/(m·K),等静压石墨为80-140 W/(m·K)),自2016年起逐步替代石墨成为坩埚、导流筒等热场部件的主流材料。

碳碳热场:碳纤维+预制体

碳碳热场的产业链上游核心是碳纤维。其制备路径为:先将碳纤维编织成产品形状的预制体,再通过气相沉积将碳沉积到预制体上,最终形成碳基复材产品。这一工艺类似“3D打印”,相比等静压石墨从整块材料中“挖”出部件(类似木雕),在大尺寸部件上成本边际变动更小。

在供给端,头部热场企业(如金博股份、天宜上佳)均自行生产预制体,从而赚取两个环节的利润。以金博为例,其开发了碳纤维成网、布网复合针刺、自动送料针刺等特有技术,实现了预制体的连续化生产。此外,碳碳热场使用的碳纤维早期多来自海外,为应对短缺,国内已选中包括中复神鹰在内的3家企业进行替代。

等静压石墨:针状焦+等静压机

等静压石墨的产业链上游核心是石墨原料(针状焦等),制备需经过等静压成型与石墨化处理,再通过机加工挖成产品形状。相比碳碳复材,等静压石墨的密度更高(1.8 g/cm³,碳碳复材为1.6 g/cm³),导热系数也更高,隔热性能相对较弱。

在热场部件中,等静压石墨仍占据加热器的绝对主导地位(占比>95%),但在坩埚(占比<5%)、导流筒(占比<40%)、保温筒(占比<45%)等部件中,已被碳碳复材大幅替代。两者灰分指标接近(均<200 ppm),纯度表现相当。

常见问题

碳碳热场和等静压石墨的性能差异有多大?

碳碳复材的抗折强度≥150MPa,远超等静压石墨的38-60MPa,能承载更大重量、安全性更高;导热系数<30 W/(m·K),隔热性更好。这也是碳碳热场在坩埚、导流筒等部件中逐步替代石墨的核心原因。

碳碳热场的上游原料供应格局如何?

核心原料是碳纤维,头部热场企业通常自制预制体以获取更高利润。碳纤维供应早期依赖海外,国内已推动中复神鹰等企业进行国产替代。

等静压石墨未来会被完全替代吗?

不会。在加热器等对导电性要求高的部件中,等静压石墨仍占据主导地位(占比>95%),碳碳复材的渗透率尚不足5%。两种材料在热场中呈现互补共存格局。