(完整版)多晶硅的危害

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多晶硅风险辨识与评价

多晶硅风险辨识与评价

多晶硅风险辨识与评价多晶硅是太阳能电池制造中最常用的材料之一,由于其成本较低并具有良好的光电转化效率,因此在太阳能领域有很大的市场需求。

然而,多晶硅的生产和使用过程中存在一些风险,这些风险需要进行辨识和评价,以制定相应的措施来减少潜在的危害。

以下是对多晶硅风险的辨识与评价的讨论。

首先,多晶硅的生产过程中存在一些环境风险。

多晶硅的制备需要大量的能源和化学品,如气体、酸、碱等。

这些化学品的使用可能会导致废水和废气的产生,其中可能存在一些有害物质。

这些废物的处理可能会对环境造成污染,对周围生态系统和居民健康产生负面影响。

因此,在多晶硅生产过程中,需要采取一系列的环境保护措施,如建立废物处理系统、减少化学品的使用量、提高能源利用效率等。

除了环境风险,多晶硅的生产过程还存在一些安全风险。

例如,多晶硅的制备需要高温高压条件下进行,这可能导致火灾和爆炸的风险。

此外,多晶硅还具有刺激性和腐蚀性,工人在生产过程中需要采取适当的防护措施,以避免与多晶硅接触导致的安全问题。

为了最大程度地减少这些风险,需要建立符合安全标准的生产工艺和设备,并提供必要的培训和防护措施。

此外,多晶硅的使用过程中也存在一些风险。

以太阳能电池为例,在太阳能系统的安装和维护过程中,工人可能受到电流冲击、高温烫伤等风险的威胁。

此外,太阳能电池的使用寿命有限,当太阳能电池报废后,需要进行正确的处理和回收,以避免对环境造成进一步的污染。

因此,在太阳能电池的安装和维护过程中,需要提供必要的培训和防护措施,同时,推动太阳能电池的回收和再利用。

针对多晶硅风险的评价,可以采用定性和定量的方法来评估风险的大小和概率。

定性评价可以基于专家意见和经验来判断风险的严重程度和可能性。

定量评价则可以使用概率分析和统计数据来计算风险的数值和可接受程度。

这些评价结果可以作为决策者制定相应措施的依据,以减少风险的发生和影响。

综上所述,多晶硅的生产和使用过程中存在一些环境和安全风险,包括废物处理和污染、火灾和爆炸、刺激性和腐蚀性、电击和烫伤等。

多晶硅的生产过程的危害

多晶硅的生产过程的危害

多晶硅的生产过程的危害多晶硅是由大量结晶学方向不相同的硅单晶体组成的硅晶体,在太阳能利用上,单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。

但是多晶硅生产过程中会产生一定的危害。

多晶硅生产过程中主要危险、有害物质中氯气、氢气、三氯氢硅、氯化氢等主要危险特性有:1)氢气:与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热或明火即会发生爆炸。

气体比空气轻,在室内使用和储存时,漏气上升滞留屋顶不易排出,遇火星会引起爆炸。

氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。

2)氧气:助燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一,能氧化大多数活性物质。

与易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。

3)氯:有刺激性气味,能与许多化学品发生爆炸或生成爆炸性物质。

几乎对金属和非金属都起腐蚀作用。

属高毒类。

是一种强烈的刺激性气体。

4)氯化氢:无水氯化氢无腐蚀性,但遇水时有强腐蚀性。

能与一些活性金属粉末发生反应,放出氢气。

遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体。

5)三氯氢硅:遇明火强烈燃烧。

受高热分解产生有毒的氯化物气体。

与氧化剂发生反应,有燃烧危险。

极易挥发,在空气中发烟,遇水或水蒸气能产生热和有毒的腐蚀性烟雾。

燃烧(分解)产物:氯化氢、氧化硅。

6)四氯化硅:受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气。

7)氢氟酸:腐蚀性极强。

遇氢发泡剂立即燃烧。

能与普通金属发生反应,放出氢气而与空气形成爆炸性混合物。

8)硝酸:具有强氧化性。

与易燃物(如苯)和有机物(如糖、纤维素等)接触会发生剧烈反应,甚至引起燃烧。

与碱金属能发生剧烈反应。

具有强腐蚀性。

9)氮气:若遇高热,容器内压增大。

有开裂和爆炸的危险。

文章来源:/thread-211582-1-1.html。

多晶硅的制备及其缺陷和杂质

多晶硅的制备及其缺陷和杂质

第四章多晶硅的制备及其缺陷和杂质近年来围绕太阳能级硅制备的新工艺、新技术及设备等方面的研究非常的活跃,并出现了许多研究上的新成果和技术上的突破,那么到现在为止研究的比较多且已经产业化或者今后很有可能产业化的廉价太阳能级硅制备新工艺主要是以下几种:4.1 冶金级硅的制备硅是自然界分布最广泛的元素之一,是介于金属和非金属之间的半金属。

在自然界中,硅主要是以氧化硅和硅酸盐的形态存在。

以硅石和碳质还原剂等为原料经碳热还原法生产的含硅97%以上的产品,在我国通称为工业硅或冶金级硅[1, 2]。

在工业硅生产中,是以硅石为原料,在电弧炉中采用碳热还原的方式生产冶金级硅。

冶金级硅的杂质含量一般都比较得高。

冶金级硅一般用于如下3个方面[2]:(1)杂质比较高一点的冶金级硅一般用来生产合金,如硅铁合金、硅铝合金等,这部分约消耗了硅总量的55%以上;(2)杂质比较低一点的冶金级硅一般用于在有机硅生产方面,这一部分将近消耗了硅总量的40%;(3)剩下的5%经过进一步提纯后用来生产光纤、多晶硅、单晶硅等通讯、半导体器件和太阳能电池。

以上三个方面中,其产品附加值各有不同,其中最后的一部分所产生的附加值最大。

1冶金级硅生产工艺目前国内外的工业硅生产,大多是以硅石为原料,碳质原料为还原剂,用电炉进行熔炼。

不同规模的工业硅企业生产的机械化自动化程度相差很大。

大型企业大都采用大容量电炉,原料准备、配料、向炉内加料、电机压放等的机械化自动化程度高、还有都有独立的烟气净化系统。

中小型企业的电炉容量较小,原料准备和配料等过程比较简单,除采用部分破碎筛分机械外,不少过程,如配料,运料和向炉内加料等都是靠手工作业完成。

无论大型企业还是中小型企业,生产的工艺过程都可大体分为原料准备、配料、熔炼、出炉铸锭和产品包装等几个部分,如图4-1所示为工业硅的生产工艺流程图[3]。

工业硅生产过程中一般要做好以下几个方面。

(1)经常观察炉况,及时调整配料比,保持适宜的SiO2与碳的分子比,适宜的物料粒度和混匀程度,可防止过多的SiC生成。

多晶硅生产企业安全技术指导书

多晶硅生产企业安全技术指导书

关于印发《多晶硅生产企业安全技术指导书》的通知豫安监管〔2011〕35号各省辖市安全生产监督管理局、各相关企业:现将《多晶硅生产企业安全技术指导书》印发给你们,请遵照执行。

附件:多晶硅生产企业安全技术指导书河南省安全生产监督管理局二〇一一年四月二十五日附件:多晶硅生产企业安全技术指导书1、范围本指导书规定了多晶硅生产过程产生的各类危害因素应采取的基本安全技术要求和措施,包括总图平面布局与通道、防火防爆、防雷防静电、电气安全、生产装置安全、防尘防毒、防噪声、防护用品、多晶硅作业安全和安全管理等方面内容。

适用于河南省境内用氯硅烷法生产多晶硅的生产企业。

2、基本安全要求2.1基本规定2.1.1新建、扩建、改建多晶硅生产企业(装置)应符合本指导书的规定。

暂不符合本指导书规定的现有多晶硅生产企业,应采取综合预防、治理措施,达到本指导书要求。

2.1.2新建、扩建、改建多晶硅生产企业的安全、卫生状况,安全、卫生技术措施与管理措施应符合GB 12801-2008《生产过程安全卫生要求总则》的规定;其安全设施设计专篇应符合《危险化学品建设项目安全设施设计专篇编制导则》(试行);爆炸危险场所应当符合《爆炸危险场所安全规定》劳部发[1995]56号。

多晶硅生产企业的新建、改建、扩建工程,必须进行安全、环保和职业卫生评价,其安全、卫生、消防、环保设施,应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。

用于生产、储存危险化学品的多晶硅生产企业应进行安全条件论证和委托有资质的机构进行安全评价;其建设项目应委托具有化工设计乙级以上资质的设计单位设计;应委托具有化工建设(安装)资格的单位负责施工。

2.2总图功能分区与通道2.2.1多晶硅生产企业总图布置应符合《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)和《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)、《化工企业总图运输设计规范》(GB50489-2009)的有关规定。

多晶硅风险辨识与评价范文(2篇)

多晶硅风险辨识与评价范文(2篇)

多晶硅风险辨识与评价范文多晶硅 (Polysilicon) 是太阳能电池制造过程中的关键材料之一,其质量直接影响到太阳能电池的性能。

然而,多晶硅的生产过程中存在一定的风险。

本文将对多晶硅生产常见的风险进行辨识和评价,以期增加对这些风险的认识和掌握。

一、多晶硅生产的基本过程多晶硅的生产过程主要包括硅矿选矿、冶炼、制粒、精炼、晶体生长和切割等环节。

硅矿选矿阶段存在安全风险。

硅矿通常包含一定比例的有害元素,如铁、铝、锰、磷等,其操作过程中可能会释放有害气体或产生有害废物,对操作人员和环境造成威胁。

冶炼阶段可能产生高温、高压和有害气体。

冶炼过程中需要将硅矿进行高温还原,同时还会产生大量的硅热和煤烟,这些有害气体包括二氧化硅、氮氧化物和硫化物等,对操作人员的身体健康和环境造成潜在危害。

制粒阶段存在粉尘污染风险。

制粒过程中需要将冶炼产生的硅热研磨成颗粒状的多晶硅,这个过程中会产生大量的粉尘,对操作人员的呼吸系统和环境造成威胁。

精炼阶段存在化学危险。

精炼是提高多晶硅纯度的重要环节,其中常用的精炼方法包括氯化法和溴化法。

这些精炼方法中使用的化学物质如氯气、溴气等具有一定的毒性和腐蚀性,对操作人员的健康和环境造成危害。

晶体生长阶段存在高温和高压风险。

晶体生长过程需要将精炼的多晶硅放入硅炉中加热,使其逐渐转化为单晶硅,这个过程中需要高温、高压和高纯度的气氛,如果操作不当可能会引发炉内爆炸等安全事故。

切割阶段存在生产工艺风险。

切割是将生长好的单晶硅切割成薄片,用于制造太阳能电池。

由于切割过程中需要使用金刚石线锯和高温炉等设备,存在设备故障、操作失误等风险,对操作人员和设备造成潜在风险。

二、多晶硅生产风险的评价方法针对多晶硅生产过程中的风险,可以采用定性评价和定量评价两种方法。

1. 定性评价定性评价主要是通过对风险源、暴露方式和受体的分析,综合考虑生产过程中可能导致的事故和灾害,进行病害评价、安全评价和环境评价等。

具体的评价方法包括故障树分析、事件树分析、风险矩阵评估等。

多晶硅风险辨识与评价

多晶硅风险辨识与评价

多晶硅风险辨识与评价多晶硅是一种广泛应用于太阳能电池制造的材料,具有较高的光电转换效率和较低的成本。

然而,多晶硅的生产、加工和应用过程中,存在一定的风险。

本文将从多个方面对多晶硅风险进行辨识与评价。

首先,多晶硅的生产过程中存在的风险主要包括原料采购与储存、制造工艺、能耗与排放等方面的问题。

原料采购与储存方面,多晶硅的生产需要大量的硅石,而硅石资源有限且只能从有限的地区采购,因此供应链风险是相当大的。

制造工艺方面,多晶硅的生产需要有较高的温度和能量消耗,使得设备故障风险和能源的耗用风险增加。

此外,多晶硅的生产过程中会产生大量的废气和废水,如果不合理处理,会对环境产生污染,增加环境风险。

其次,多晶硅的加工与应用过程中也存在一定的风险。

多晶硅在光电转换过程中,容易受到温度、湿度和光照等环境因素的影响,从而降低功率输出和寿命,影响电池性能。

此外,多晶硅的加工过程可能会引入其他材料和化学物质,导致污染和杂质的产生,进一步影响电池性能和稳定性。

另外,多晶硅在应用过程中也面临一些特定的风险。

例如,多晶硅太阳能电池板在安装和使用过程中,需要进行固定和维护,如果固定不牢固或维护不当,可能会导致电池板的破损和损失。

此外,多晶硅电池的长时间使用还可能存在电池老化和性能衰减的问题,需要定期维护和更换,增加了维护成本和风险。

针对上述风险,可以采取一系列的风险控制措施来降低风险的发生和影响。

在原料采购与储存方面,可以建立稳定的供应链合作关系,多渠道获取原材料,降低供应链风险;在制造工艺方面,可以优化生产设备和工艺流程,减少能耗和废物产生,提高生产效率和减少环境影响;在加工与应用过程中,可以加强质量控制,确保电池性能和稳定性;在电池安装和使用过程中,可以加强固定和维护,定期检查电池状态,延长电池的使用寿命。

综上所述,多晶硅的生产、加工和应用过程中存在一定的风险,包括供应链风险、环境风险、电池性能和稳定性风险等。

但通过采取合适的措施和控制风险,可以降低风险的发生和影响,并保证多晶硅的生产和应用的可持续发展。

多晶硅生产企业职业病危害识别及其关键控制点

多晶硅生产企业职业病危害识别及其关键控制点

多晶硅生产企业职业病危害识别及其关键控制点对多晶硅生产过程中各生产单元的职业病危害因素进行识别,确定主要职业病危害因素及关键控制点,并提出有针对性的防治对策。

方法职业卫生学现场调查与职业卫生监测。

结果多晶硅生产过程中主要职业病危害因素有粉尘、噪声、高温与热辐射、高频电磁场、三氯氢硅、四氯化硅、氟化氢和氢氟酸、硝酸、二氧化氮、氯化氢与盐酸、氯气、氢氧化钠、氨等。

结论多晶硅生产过程中职业病危害因素多,存在多种高毒物质,潜在急性中毒风险,应加强关键环节的职业危害防治和应急救援。

多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料,在发展低碳经济的大背景下,掀起了一波多晶硅项目建设的高潮。

但多晶硅生产过程中存在多种职业病危害因素,长期接触可能导致职业病。

笔者旨在通过对多晶硅生产企业的调查与检测,识别多晶硅生产过程中的职业病危害因素与分布,确定职业病危害因素的关键控制点,提出有针对性的预防控制对策,为多晶硅项目设计和职业病危害申报与防治提供参考。

1 方法与内容1.1方法对4家不同多晶硅生产企业进行职业卫生学调查、对其生产工艺、生产设备、主要原辅助材料、生产方式、职业病防护措施及检测数据等进行综合分析。

1.2内容多晶硅生产工艺、主要原辅助材料、职业病危害因素种类与分布、职业病危害关键控制点及防治对策2 结果2.1生产工艺目前,国内外多晶硅生产工艺技术主要包括改良西门子法、硅烷法、流化床法及专门生产太阳能级多晶硅的新工艺技术。

我国生产多晶硅的企业多采用改良西门子法。

生产工艺流程为:氯气和氢气合成氯化氢、氯化氢和工业硅粉在一定温度下合成三氯氢硅,然后对三氯氢硅进行分离、精馏提纯,三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应(化学气相沉积)生产多晶硅[1]。

2.2主要原辅材料工业硅粉、四氯化硅、氯、氢气、氢氟酸、硝酸、石灰石粉、液氨、氟利昂、乙二醇、氢氧化钠、硫酸、盐酸等2.2职业病危害因素种类及其产生环节通过查阅相关文献及对4家多晶硅生产企业的现场调查,多晶硅生产过程中存在的职业病危害因素有粉尘、噪声、高温与辐射热、高频电磁场、工频电磁场、盐酸和氯化氢、氟化氢与氢氟酸、硝酸与二氧化氮、三氯氢硅、四氯化硅、氢氧化钠、氢氧化钾、液氨、液氯、硫酸、次氯酸钠、氢气、氮气、聚丙烯酰胺、乙二醇、氟利昂等[2-4]。

多晶硅火灾危险性分析及消防技术措施

多晶硅火灾危险性分析及消防技术措施

筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C OM 多晶硅项目火灾危险性分析及消防技术措施摘 要:通过对多晶硅生产过程中的主要危险品氢气、液氯、氯化氢和三氯氢硅的理化性质分析以及主要生产工艺过程的火灾危险性分析,提出多晶硅生产过程中应注意的消防安全技术措施。

关键词:多晶硅生产 火灾危险性 消防措施引 言:多晶硅是电子工业中应用广泛的原材料,国内唯一,世界少有的年产1000吨多晶硅项目由国务院定在了四川,目前正在建设。

其生产过程中使用和产生较多易燃易爆气体,火灾危险性较大,本文就此提出分析,并提出消防技术措施。

一、 生产过程简介: 多晶硅是以水、液氯、硅粉为原料,采用电解水制氢气,氢气和氯气反应生成氯化氢,氯化氢与硅粉反应制得三氯氢硅,三氯氢硅再与氢气还原反应制得高纯度多晶硅。

二、 生产和使用的危险品的理化性质分析: 1、氢气(H 2): 氢气为无色无味气体,比空气轻,易燃易爆,比重0.0694,爆炸极限为 4.1—74.1%,点火能量 0.011 MJ 。

属于强还原剂,与氧气、氯气等发生剧烈反应;火灾危险性属于甲类。

2、氯气(CL 2):氯气为黄绿色带刺激性气味的气体,它本身不燃,但有助燃性,属于强氧化剂。

沸点为—34.5℃,相对密度(空气)2.48,液氯相对密度(水)为3.214。

在日光下与易燃气体混合时会发生燃烧爆炸,属筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C OM 于乙类火灾爆炸危险物品。

(氯气还会严重刺激皮肤、眼睛、粘膜和呼吸道,液氯还会造成严重冻伤,属于Ⅱ级职业性接触毒物。

)3、氯化氢(HCL):氯化氢是有毒、有强腐蚀性和刺激性气味的气体,比重为1.27,本身不燃,但极易溶于水,在空气中会形成白色酸雾,其水溶液俗称盐酸,盐酸与铁、铝等常见金属反应生成易燃易爆的氢气。

氯化氢在空气中最高允许浓度为7.5mg/m 3,属于Ⅲ级职业性接触毒物。

4、三氯氢硅(SiHCl 3 ): 三氯氢硅为无色液体,易挥发,在空气中形成白烟,遇水分解生成氯化氢,并放出大量的热,从而使自身温度迅速达到自燃点175℃,它与氧化剂发生强烈反应,遇明火、高热时发生燃烧或爆炸。

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多晶硅的危害2010/9/1 9:09:38近年,尤其是2007年以来,我国多晶硅产业有着迅猛的发展。

1000 t以上级别多晶硅生产装置陆续建成。

多晶硅的危害主要在其生产过程中有氢气、液氯、三氯氢硅等有害物质生成,生产过程中又存在火灾、爆炸、中毒、窒息、触电伤害等诸多危险因素。

多晶硅生产过程中主要危险、有害物质中氯气、氢气、三氯氢硅、氯化氢等主要危险特性有:1)氢气:与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热或明火即会发生爆炸。

气体比空气轻,在室内使用和储存时,漏气上升滞留屋顶不易排出,遇火星会引起爆炸。

氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。

2)氧气:易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一,能氧化大多数活性物质。

与易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。

3)氯:有刺激性气味,能与许多化学品发生爆炸或生成爆炸性物质。

几乎对金属和非金属都起腐蚀作用。

属高毒类。

是一种强烈的刺激性气体。

4)氯化氢:无水氯化氢无腐蚀性,但遇水时有强腐蚀性。

能与一些活性金属粉末发生反应,放出氢气。

遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体。

5)三氯氢硅:遇明火强烈燃烧。

受高热分解产生有毒的氯化物气体。

与氧化剂发生反应,有燃烧危险。

极易挥发,在空气中发烟,遇水或水蒸气能产生热和有毒的腐蚀性烟雾。

燃烧(分解)产物:氯化氢、氧化硅。

6)四氯化硅:受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气。

7)氢氟酸:腐蚀性极强。

遇H发泡剂立即燃烧。

能与普通金属发生反应,放出氢气而与空气形成爆炸性混合物。

8)硝酸:具有强氧化性。

与易燃物(如苯)和有机物(如糖、纤维素等)接触会发生剧烈反应,甚至引起燃烧。

与碱金属能发生剧烈反应。

具有强腐蚀性。

9)氮气:若遇高热,容器内压增大。

有开裂和爆炸的危险。

10)氟化氢:腐蚀性极强。

若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。

11)氢氧化钠:本品不燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。

火灾、爆炸、中毒是多晶硅项目在生产中的主要危险、有害因素,另外,还存在触电、机械伤害、腐蚀、粉尘等危险、有害因素。

主要有:1)氢气制备:电解槽、氢、氧贮罐等,火灾爆炸、触电、机械伤害。

2)氯化氢合成:氯化氢合成炉、氯气、氢气缓冲罐等,火灾爆炸、中毒、触电。

3)三氯氢硅合成:三氯氢硅合成炉、合成气洗涤塔、供料机等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害、粉尘。

4)合成气分离:混合气洗涤塔、氯化氢吸收塔、氯化氢解析塔、混合气压缩机等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害。

5)氯硅烷分离:精馏塔、再沸器、冷凝气等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害。

6)三氯氢硅还原:三氯氢硅汽化器、还原炉、还原炉冷却水循环泵等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害。

7)还原尾气分离:混合气洗涤塔、混合气压缩机、氯化氢吸收塔等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害。

8)四氯化硅氢:化四氯化硅汽化器、氢化炉等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害。

通过以上分析,火灾爆炸、化学中毒是主要潜在危险、有害因素,在工艺、设备、设施和防护方面存在隐患和缺陷时,非常容易发生,所以应针对可能发生的原因,采取防范措施预以积极排除。

对生产过程尽量采用自动控制系统,提高自动控制水平;在氯气、氯化氢、三氯氢硅、盐酸、四氯化硅容易泄漏的部位,加强通风并设置可燃、有毒气体检测报警装置;为作业人员配发合格适宜的防毒、防尘、防灼伤等防护用品,来避免多晶硅带来的危害。

多晶硅百科名片多晶硅多晶硅,是单质硅的一种形态。

熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。

利用价值:从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。

目录简介性质生产危害利用价值工业发展国际多晶硅产业概况国际多晶硅主要技术特征国内多晶硅产业概况简介性质生产危害利用价值工业发展国际多晶硅产业概况国际多晶硅主要技术特征国内多晶硅产业概况•多晶硅产业发展预测•多晶硅行业发展的主要问题•行业发展对策与建议•多晶硅太阳能充电器展开编辑本段简介多晶硅;polycrystalline silicon编辑本段性质灰色金属光泽。

密度2.32~2.34。

熔点1410℃。

沸点2355℃。

溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和盐酸。

硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。

加热至800℃以上即有延性,1300℃时显出明显变形。

常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。

高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。

具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。

电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。

由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下氯化,再经冷凝、精馏、还原而得。

多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。

例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。

在化学活性方面,两者的差异极小。

多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别,但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。

多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。

被称为“微电子大厦的基石”。

编辑本段生产危害多晶硅生产过程中主要危险、有害物质中氯气、氢气、三氯氢硅、氯化氢等主要危险特性有:1)氢气:与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热或明火即会发生爆炸。

气体比空气轻,在室内使用和储存时,漏气上升滞留屋顶不易排出,遇火星会引起爆炸。

氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。

2)氧气:助燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一,能氧化大多数活性物质。

与易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。

3)氯:有刺激性气味,能与许多化学品发生爆炸或生成爆炸性物质。

几乎对金属和非金属都起腐蚀作用。

属高毒类。

是一种强烈的刺激性气体。

4)氯化氢:无水氯化氢无腐蚀性,但遇水时有强腐蚀性。

能与一些活性金属粉末发生反应,放出氢气。

遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体。

5)三氯氢硅:遇明火强烈燃烧。

受高热分解产生有毒的氯化物气体。

与氧化剂发生反应,有燃烧危险。

极易挥发,在空气中发烟,遇水或水蒸气能产生热和有毒的腐蚀性烟雾。

燃烧(分解)产物:氯化氢、氧化硅。

6)四氯化硅:受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气。

7)氢氟酸:腐蚀性极强。

遇H发泡剂立即燃烧。

能与普通金属发生反应,放出氢气而与空气形成爆炸性混合物。

8)硝酸:具有强氧化性。

与易燃物(如苯)和有机物(如糖、纤维素等)接触会发生剧烈反应,甚至引起燃烧。

与碱金属能发生剧烈反应。

具有强腐蚀性。

9)氮气:若遇高热,容器内压增大。

有开裂和爆炸的危险。

10)氟化氢:腐蚀性极强。

若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。

11)氢氧化钠:本品不燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。

编辑本段利用价值在太阳能利用上,单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。

虽然从目前来讲,要使太阳能发电具有较大的市场,被广大的消费者接受,就必须提高太阳电池的光电转换效率,降低生产成本。

从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。

编辑本段工业发展从工业化发展来看,重心已由单晶向多晶方向发展,主要原因为;[1]可供应太阳电池的头尾料愈来愈少;[2] 对太阳电池来讲,方形基片更合算,通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料;[3]多晶硅的生产工艺不断取得进展,全自动浇铸炉每生产周期(50小时)可生产200公斤以上的硅锭,晶粒的尺寸达到厘米级;[4]由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快,其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产,例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极,采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米,高度达到15微米以上,快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间,单片热工序时间可在一分钟之内完成,采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14%。

据报道,目前在50~60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16%。

利用机械刻槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17%,无机械刻槽在同样面积上效率达到16%,采用埋栅结构,机械刻槽在130平方厘米的多晶上电池效率达到15.8%。

编辑本段国际多晶硅产业概况当前,晶体硅材料(包括多晶硅和单晶硅)是最主要的光伏材料,其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。

多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中,形成技术封锁、市场垄断的状况。

多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。

按纯度要求不同,分为电子级和太阳能级。

其中,用于电子级多晶硅占55%左右,太阳能级多晶硅占45%,随着光伏产业的迅猛发展,太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展,预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。

1994年全世界太阳能电池的总产量只有69MW,而2004年就接近1200MW,在短短的10年里就增长了17倍。

专家预测太阳能光伏产业在二十一世纪前半期将超过核电成为最重要的基础能源之一。

据悉,美国能源部计划到2010年累计安装容量4600MW,日本计划2010年达到5000MW,欧盟计划达到6900MW,预计2010年世界累计安装量至少18000MW。

从上述的推测分析,至2010年太阳能电池用多晶硅至少在30000吨以上,表2给出了世界太阳能多晶硅工序的预测。

据国外资料分析报道,世界多晶硅的产量2005年为28750吨,其中半导体级为20250吨,太阳能级为8500吨,半导体级需求量约为19000吨,略有过剩;太阳能级的需求量为15000吨,供不应求,从2006年开始太阳能级和半导体级多晶硅需求的均有缺口,其中太阳能级产能缺口更大。

据日本稀有金属杂志2005年11月24日报道,世界半导体与太阳能多晶硅需求紧张,主要是由于以欧洲为中心的太阳能市场迅速扩大,预计2006年,2007年多晶硅供应不平衡的局面将为愈演愈烈,多晶硅价格方面半导体级与太阳能级原有的差别将逐步减小甚至消除,2005年世界太阳能电池产量约1GW,如果以1MW用多晶硅12吨计算,共需多晶硅是1.2万吨,2005-2010年世界太阳能电池平均年增长率在25%,到2010年全世界半导体用于太阳能电池用多晶硅的年总的需求量将超过 6.3在4000吨以上。

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