多晶硅生产工艺
多晶硅生产工艺流程

多晶硅生产工艺流程
《多晶硅生产工艺流程》
多晶硅是一种常见的半导体材料,广泛应用于光伏发电、集成电路和光电器件等领域。
多晶硅的生产工艺流程主要包括石英矿石提炼、气相法制备、液相法制备和晶体生长等几个主要步骤。
首先,石英矿石提炼是多晶硅生产工艺的第一步。
石英矿石是多晶硅的原料,通过石英矿石提炼可以得到高纯度的二氧化硅。
高纯度的二氧化硅是制备多晶硅的重要原料,其纯度和质量对多晶硅的品质有着重要影响。
接下来是气相法制备。
气相法制备多晶硅是目前最常用的生产工艺之一。
该工艺利用氯化硅和氢气作为原料,在高温炉中反应生成三氯化硅,再通过还原反应得到多晶硅。
在这一过程中,要控制好温度、压力和气相成分等参数,以确保多晶硅的纯度和晶体结构的良好性能。
除了气相法制备外,液相法制备也是一种常见的多晶硅生产工艺。
液相法制备多晶硅是利用高纯度的硅溶液,在特定条件下结晶成多晶硅体。
这种工艺比气相法更容易控制晶体形貌和性能,但也需要严格控制各种条件参数,以确保多晶硅的品质。
最后一步是晶体生长。
多晶硅晶体生长是制备高纯度、大尺寸多晶硅的关键步骤。
通过合理设计工艺和设备,控制晶体生长速率和结晶方向,可以获得高质量的多晶硅晶体。
总的来说,多晶硅的生产工艺流程包括石英矿石提炼、气相法制备、液相法制备和晶体生长等几个主要步骤。
通过合理控制工艺参数和采用高质量的原料,可以获得高纯度、优质的多晶硅产品,满足不同领域的应用需求。
多晶硅生产工艺流程

多晶硅生产工艺流程多晶硅是一种重要的半导体材料,广泛应用于光伏、集成电路等领域。
多晶硅的生产工艺流程主要包括原料准备、熔炼、晶体生长、切割、清洗等环节。
下面将详细介绍多晶硅的生产工艺流程。
首先,原料准备是多晶硅生产的第一步。
原料主要包括二氧化硅粉末和还原剂,其中二氧化硅粉末是多晶硅的主要原料,而还原剂则是用于将二氧化硅还原成硅的重要物质。
在原料准备阶段,需要对原料进行严格的筛选和配比,确保原料的纯度和稳定性。
接下来是熔炼环节。
在熔炼炉中,将原料进行高温熔融,使其形成硅液。
熔炼过程需要严格控制温度和气氛,以确保硅液的纯度和稳定性。
此外,熔炼过程中还需要对炉体进行保温和冷却,以确保炉内温度的稳定和均匀。
随后是晶体生长。
在晶体生长炉中,将硅液逐渐冷却结晶,形成多晶硅晶体。
晶体生长过程需要严格控制温度梯度和晶体生长速度,以确保晶体的质量和结晶度。
同时,还需要对晶体进行定向凝固,以获得所需的晶体形态和取向。
然后是切割环节。
将生长好的多晶硅晶体进行切割,得到所需尺寸和形状的硅片。
切割过程需要使用高精度的切割设备,确保切割的精度和表面质量。
同时,还需要对切割后的硅片进行表面处理,以去除切割产生的缺陷和污染。
最后是清洗环节。
将切割好的硅片进行清洗,去除表面的杂质和污染物。
清洗过程需要使用高纯度的溶剂和超纯水,确保硅片表面的清洁度和光洁度。
同时,还需要对清洗后的硅片进行干燥和包装,以确保其在后续工艺中的稳定性和可靠性。
综上所述,多晶硅生产工艺流程包括原料准备、熔炼、晶体生长、切割、清洗等环节。
每个环节都需要严格控制工艺参数,确保多晶硅的质量和性能。
多晶硅的生产工艺流程在不断优化和改进,以满足不同领域对多晶硅品质的需求,推动半导体产业的发展。
多晶硅片生产工艺流程

多晶硅片生产工艺流程引言多晶硅片是太阳能电池等光电子器件的重要材料之一,其制备工艺具有关键性的影响。
本文将介绍多晶硅片的生产工艺流程,包括原料准备、硅熔炼、晶体生长、切割和清洗等环节。
一、原料准备多晶硅片的原料主要是硅石,经过粉碎、磁选等工艺,得到符合要求的硅石粉末。
硅石粉末中的杂质含量需要经过化学分析确定,以保证最终硅片的质量。
在原料准备阶段,还需要准备其他辅助材料,如硅片生长所需的石墨坩埚、保护板等。
二、硅熔炼硅熔炼是多晶硅片生产中的关键工艺环节。
首先,将准备好的硅石粉末放入炉中,加入适量的还原剂和助熔剂。
然后,将炉温逐渐升高到适宜的熔点。
在熔融过程中,还需要对炉膛中的气氛进行控制,以防止氧化和杂质的混入。
熔融后的硅液通过特定的铸锭装置冷却凝固,形成硅锭。
三、晶体生长晶体生长是将硅锭中的硅液形成单晶体的过程。
首先,将硅锭放入晶体生长炉中,在适宜的温度下进行升温。
随着温度升高,硅液从硅锭顶部逐渐下降,形成固态的硅单晶体。
在晶体生长过程中,需要控制炉温、拉速等参数,以获得理想的晶体结构和形状。
四、切割切割是将生长好的硅单晶体切成薄片的过程。
首先,在硅单晶体的表面进行纹理化处理,以提高光的吸收效率。
然后,将硅单晶体切割成薄片,通常采用金刚石线锯或者刀片进行切割。
切割后的硅片需要经过多次精密的平整和清洗工艺,以保证其表面的光洁度和纯净度。
五、清洗多晶硅片在生产过程中容易受到各种污染,因此清洗是不可或缺的环节。
首先,将切割好的硅片浸泡在溶剂中去除表面的油污和杂质。
接着,采用酸洗和碱洗的方法,去除硅片表面的氧化物和有机物。
最后,通过纯水冲洗,彻底去除残留的杂质和化学物质。
清洗后的硅片需要进行干燥处理,以保证表面的干净和光洁。
六、总结多晶硅片的生产工艺流程包括原料准备、硅熔炼、晶体生长、切割和清洗等环节。
每一个环节的控制都对最终的多晶硅片的质量和性能起着重要的影响。
通过不断优化和改进工艺流程,可以提高多晶硅片的生产效率和质量,推动光电子器件产业的发展。
多晶硅片生产工艺介绍

多晶硅片生产工艺介绍1.原料准备多晶硅片的制备主要以硅矿为原料。
硅矿是一种含有较高纯度的二氧化硅的矿石,通常采用开采和浙江两个方法。
开采是通过挖掘硅矿矿体,然后将其破碎成较小的块状。
济洪则是通过化学反应将二氧化硅从硅酸钠溶液中析出。
2.熔炼将多晶硅片的原料,即硅矿通过高温熔炼的方式得到多晶硅。
这个过程通过将硅矿与炭混合在一起,并加入熔剂(如氯化铝或氯化钠)进行反应,从而产生气相SiCl4、然后,将SiCl4通过沉淀反应与氢气反应得到纯的多晶硅。
3.铸造将熔融的多晶硅倒入铸模中,并冷却硬化形成多晶硅的块状。
通常使用的铸模是由石墨制成的,具有良好的热传导性和耐高温特性。
在铸造过程中,多晶硅的结晶体会固化并生成晶界,形成多晶硅。
4.切割经过铸造得到的多晶硅块需要进一步切割成薄片,即多晶硅片。
切割方法通常使用线切割或磨削切割两种。
线切割是通过将钢丝用电流加热,然后通过刀片的压力将多晶硅切割成薄片。
磨削切割则是使用砂轮将多晶硅块磨削成薄片。
5.切割后处理切割得到的多晶硅片通常会经过一系列的后处理工艺。
这些工艺包括腐蚀、取样、清洗等。
腐蚀是为了去除硅片表面的杂质和缺陷,以提高硅片的品质。
取样是为了检测硅片的纯度和晶格结构。
清洗是为了去除硅片表面的油污和杂质。
6.晶圆制备切割得到的多晶硅片通常会通过研磨和抛光等工艺来制备晶圆。
研磨是通过使用磨蚀液和砂纸将硅片的表面进行研磨,从而达到平坦度和光洁度的要求。
抛光则是通过使用化学溶液和机械装置将硅片表面进行抛光,以使其表面变得更加平整和光滑。
7.器件制备晶圆制备完成后,可以通过一系列工艺步骤来制备具体的硅器件。
这些工艺步骤包括光刻、沉积、蚀刻、离子注入、金属化等。
光刻是使用光刻胶和光影系统将图案投影到晶圆上,从而形成所需的结构。
沉积是将材料沉积在晶圆上,通常使用的方法有化学气相沉积、物理气相沉积和溅射法等。
蚀刻是通过将特定的化学溶液或气体与晶圆表面反应,来去除不需要的材料。
多晶硅生产工艺流程

多晶硅生产工艺流程1.原料准备:多晶硅的主要原料是二氧化硅(SiO2)。
二氧化硅可以通过石英砂的氧化或由硅酸盐矿石提取得到。
在这一阶段,原料经过破碎和乳磨处理,使其达到所需的颗粒度和纯度要求。
2.冶炼:原料经过冶炼处理,通常采用电弧炉。
将原料装入电弧炉中,电极产生电弧,在高温下使原料中的二氧化硅还原为Si元素。
此时,通过调节电弧能量和保护气氛,可以控制冶炼过程中硅的还原率和杂质含量。
3. 晶体生长:冶炼得到的熔体在结晶炉中逐渐冷却形成固态晶体。
晶体生长通常分为凝固和维持两个阶段。
在凝固阶段,通过从熔体中引出硅棒(seed rod)开始结晶。
维持阶段是为了确保晶体的一致性和品质,稳定恒温和恒噪声的条件。
4.修整和截切:生长得到的多晶硅棒经过修整和截切。
修整是将棒顶部和侧面修整成规定的形状和尺寸。
截切是将棒切割成整块多晶硅圆片,供下一步加工使用。
5.加工:截切得到的多晶硅圆片经过机械加工和化学加工,准备成为太阳能电池片的衬底材料。
机械加工包括剪切、研磨和抛光,以去除表面缺陷和提高光学性能。
化学加工则是通过腐蚀和蚀刻来改善表面质量和减少电阻。
6.染色:在加工完成后,多晶硅圆片表面通常会进行染色。
染色是为了增加表面的光吸收能力,提高太阳能电池的光电转换效率。
常见的染色方法有浸渍染色和蘸涂染色。
7.电池芯片制造:染色后的多晶硅圆片经过腐蚀和清洗,然后通过光刻、扩散、沟槽加工等步骤,制备成太阳能电池芯片。
光刻是指用光刻胶进行图案制作,并以光为媒介进行刻蚀或扩散。
扩散是为了向硅片中掺入杂质,形成p型和n型硅层,形成p-n结,并在结界面形成能提高光电转换效率的电场。
8.封装和测试:电池芯片完成后,进行封装和测试。
封装是将电池芯片与电路连接、封装成太阳能电池模组。
测试是通过电流-电压曲线、光谱响应和效率测量等方法,对太阳能电池进行性能评估和质量控制。
以上是多晶硅生产的基本流程。
不同工厂和生产线可能会有一些细微的差别和特殊要求。
多晶硅的生产工艺及研究

多晶硅的生产工艺及研究1.引言多晶硅是一种重要的半导体材料,广泛应用于太阳能电池、集成电路和微电子设备中。
它具有较高的电导率和热导率,因此在能源转换和电子器件方面具有巨大的应用潜力。
本文将介绍多晶硅的生产工艺及相关研究。
2.多晶硅的制备方法多晶硅的制备方法通常包括以下几个步骤:2.1原料制备:将硅砂经过粉碎、筛分和洗涤等处理,得到纯度较高的硅粉。
2.2单晶硅的生长:将硅粉在高温环境下进行还原反应,得到单晶硅块。
2.3多晶硅的制备:将单晶硅块经过熔化、晶化和切割等处理,得到多晶硅块。
2.4多晶硅片的制备:将多晶硅块经过切割、抛光和清洗等处理,得到多晶硅片。
3.多晶硅的电化学沉积法电化学沉积法是一种制备多晶硅的重要方法。
它利用电解质中的离子进行电极反应,沉积出多晶硅薄膜或纳米颗粒。
该方法具有简单、可控性强和成本低等优点,广泛应用于太阳能电池和微电子器件中。
4.多晶硅的激光熔化法激光熔化法是一种利用激光高能量密度对硅材料进行局部熔化和凝固的方法。
该方法可以获得高纯度、低缺陷的多晶硅薄膜,并具有较高的结晶度和电学性能。
该方法广泛应用于太阳能电池的制备中。
5.多晶硅的晶体生长技术多晶硅的晶体生长技术是一种通过控制晶界生长来提高多晶硅的结晶质量和电学性能的方法。
该技术包括定向凝固法、温度梯度法和溶液热法等。
这些方法通过调节温度梯度和晶体生长速度等参数,可以获得较大晶界能量和较高的晶界能垂直度,从而提高多晶硅的结晶质量和电学性能。
6.多晶硅的表面处理技术多晶硅的表面处理技术是一种通过改变表面形貌和化学性质来改善多晶硅的光吸收性能和光电转换效率的方法。
常用的表面处理技术包括湿法刻蚀、化学气相沉积和表面涂覆等。
这些技术可以形成纳米结构、提高表面反射率和降低表面缺陷密度,从而提高多晶硅的光吸收性能和光电转换效率。
7.多晶硅的尺寸效应研究多晶硅的尺寸效应研究是一种通过调控多晶硅的尺寸和形貌来改善其电学性能和光电转换效率的方法。
多晶硅生产工艺

多晶硅生产工艺多晶硅是一种高纯度的硅材料,广泛应用于电子、光电和太阳能等领域。
多晶硅的制备工艺主要包括净化硅材料、化学气相沉积和熔融法等。
本文将从多晶硅生产的三个关键步骤入手,详细介绍多晶硅的生产工艺。
一、净化硅材料多晶硅的生产基础是高纯度硅材料,一般采用电石法或硅锭法生产。
在电石法中,石油焦、白炭黑等原料经高温炉处理生成硅单质,再通过进一步的加热处理和气相冷却得到高纯度的硅粉末。
硅锭法是利用单晶硅作为原料,通过高温熔化并在特殊条件下生长出大型晶体锭。
这两种方法都需要对产生的硅材料进行净化处理,以获得较高的纯度。
在净化过程中,首先需要通过化学方法除去硅杂质,例如氧化物、碳和氮等。
一般采用氢氧化钠或氢氧化铝作为碱性还原剂,使硅材料与还原剂反应生成挥发性化合物的气体,通过气体与净化剂的反应使杂质得到去除。
其次,通过热处理和气相冷却等方法去除非金属杂质,例如碳、氧、氮、铁、铝等。
最后,通过电石法或硅锭法制备出较高纯度的硅粉或硅锭,成为制备多晶硅的基础原料。
二、化学气相沉积法化学气相沉积法是多晶硅生产的主要方法之一。
其基本原理是利用硅化合物热分解生成硅单质并在沉积基底上生长晶体。
一般采用氯硅烷、氯化硅、三氯硅烷等硅化合物作为原料气体,通过加热至高温(1000-1400℃)使硅化合物分解,生成氯离子和硅单质原子。
硅单质原子进一步在沉积基底上生长成为多晶硅晶体。
在化学气相沉积法中,氯化氢和二氧化硅等气体通入反应器内,使反应器内维持一定的反应压力(约5-10kPa),并保证反应器内气氛处于还原条件下。
在材料沉积过程中,需要控制反应器的温度、反应气压和气体流量等参数,以使沉积层的粗细、取向和晶界质量达到理想状态。
三、熔融法熔融法是多晶硅生产的另一种常用方法。
其主要流程是将高纯度硅材料加热至熔化状态,然后在特定条件下进行成型和冷却。
其中的关键步骤包括炼铝电池法、湖式法和化学熔融法等。
炼铝电池法是将硅粉末加入熔融的铝中,在高温高压下反应生成硅铝合金,然后通过冷却、破碎等过程,得到晶粒尺寸较小的多晶硅。
多晶硅生产工艺流程(3篇)

第1篇一、引言多晶硅是光伏产业和半导体产业的重要原材料,广泛应用于太阳能电池、太阳能热利用、半导体器件等领域。
随着新能源产业的快速发展,对多晶硅的需求量日益增加。
本文将详细介绍多晶硅的生产工艺流程,旨在为相关企业和研究人员提供参考。
二、多晶硅生产工艺流程概述多晶硅的生产工艺流程主要包括以下几个阶段:原料处理、还原反应、熔融提纯、铸造、切割、清洗、包装等。
三、多晶硅生产工艺流程详解1. 原料处理多晶硅的生产原料主要是冶金级硅(Si),其含量在98%以上。
首先,将冶金级硅进行破碎、研磨等处理,使其达到一定的粒度要求。
2. 还原反应还原反应是多晶硅生产的关键环节,其主要目的是将冶金级硅中的杂质去除,得到高纯度的多晶硅。
还原反应分为以下几个步骤:(1)将处理后的冶金级硅加入还原炉中。
(2)在还原炉中通入还原剂,如碳、氢气等,与冶金级硅发生还原反应。
(3)在还原过程中,炉内温度保持在约1100℃左右,反应时间为几小时至几十小时。
(4)反应结束后,将还原炉内的物料进行冷却、破碎、研磨等处理。
3. 熔融提纯还原反应得到的粗多晶硅中仍含有一定的杂质,需要通过熔融提纯的方法进一步去除。
熔融提纯主要包括以下几个步骤:(1)将粗多晶硅加入熔融炉中。
(2)在熔融炉中通入提纯剂,如氢气、氯气等,与粗多晶硅发生反应,生成挥发性杂质。
(3)将挥发性杂质通过炉顶排气系统排出,实现提纯。
(4)提纯结束后,将熔融炉内的物料进行冷却、破碎、研磨等处理。
4. 铸造将提纯后的多晶硅熔体倒入铸造炉中,进行铸造。
铸造过程主要包括以下几个步骤:(1)将熔融的多晶硅倒入铸锭模具中。
(2)在铸锭模具中通入冷却水,使多晶硅迅速凝固。
(3)待多晶硅凝固后,将铸锭模具从熔融炉中取出,得到多晶硅铸锭。
5. 切割将多晶硅铸锭切割成所需尺寸的硅片。
切割过程主要包括以下几个步骤:(1)将多晶硅铸锭放置在切割机上。
(2)在切割机上安装切割刀片,将多晶硅铸锭切割成硅片。
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多晶硅生产工艺1,改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢(或外购氯化氢),氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅,然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯,提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。
国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
2,硅烷法——硅烷热分解法硅烷(SiH4)是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。
然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。
以前只有日本小松掌握此技术,由于发生过严重的爆炸事故后,没有继续扩大生产。
但美国Asimi和SGS公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。
3,流化床法以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内(沸腾床)高温高压下生成三氯氢硅,将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅,继而生成硅烷气。
制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应,生成粒状多晶硅产品。
因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大,生产效率高,电耗低与成本低,适用于大规模生产太阳能级多晶硅。
唯一的缺点是安全性差,危险性大。
其次是产品纯度不高,但基本能满足太阳能电池生产的使用。
此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工艺技术。
目前世界上只有美国MEMC公司采用此法生产粒状多晶硅。
此法比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。
4,太阳能级多晶硅新工艺技术除了上述改良西门子法、硅烷热分解法、流化床反应炉法三种方法生产电子级与太阳能级多晶硅以外,还涌现出几种专门生产太阳能级多晶硅新工艺技术。
1)冶金法生产太阳能级多晶硅据资料报导[1]日本川崎制铁公司采用冶金法制得的多晶硅已在世界上最大的太阳能电池厂(SHARP公司)应用,现已形成800吨/年的生产能力,全量供给SHARP公司。
主要工艺是:选择纯度较好的工业硅(即冶金硅)进行水平区熔单向凝固成硅锭,去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分后,进行粗粉碎与清洗,在等离子体融解炉中去除硼杂质,再进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭,去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分,经粗粉碎与清洗后,在电子束融解炉中去除磷和碳杂质,直接生成太阳能级多晶硅。
2)气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅据资料报导[1]以日本Tokuyama公司为代表,目前10吨试验线在运行,200吨半商业化规模生产线在2005-2006年间投入试运行。
主要工艺是:将反应器中的石墨管的温度升高到1500℃,流体三氯氢硅和氢气从石墨管的上部注入,在石墨管内壁1500℃高温处反应生成液体状硅,然后滴入底部,温度回升变成固体粒状的太阳能级多晶硅。
3)重掺硅废料提纯法生产太阳能级多晶硅据美国Crystal Systems资料报导[1],美国通过对重掺单晶硅生产过程中产生的硅废料提纯后,可以用作太阳能电池生产用的多晶硅,最终成本价可望控制在20美元/Kg以下。
这里对几家国内多晶硅厂和国外多晶硅厂的设备技术做些比较.新光核心技术是俄罗斯技术,也就是改良西门子技术同时还有德国设备已经取得较大程度的磨合.今年估计产能300吨.估计实际产能会小于此数.明年预估800-1000吨洛阳中硅核心技术也是俄罗斯技术,今年也是300吨,明年预估1000吨.峨眉半导体核心技术也是俄罗斯技术今年200吨.LDK 首先从德国sunways 买来了两套现成的simens设备, 包括所有的附件. sunways 帮助安装,和调试生产. 这两套设备年产量1000吨. 按照合同, 今年第四季度两套设备会送到江西. (我估计现在该到了, LDK 的人能证实一下吗?). 明年6月份投产. 作为回报, LDK 在10 年内卖1GW 的wafer 给sunways.这是个很好的交易, 等于sunways 帮LDK 培育生产硅料的人才.另外, LDK 还从美国GT solar 买新的生产硅料的设备, 建成后, 2008 年有6000吨的规模, 2009 年有15000吨的规模. 整个施工有美国Fluor 设计. Fluor的实力强大无比, 只要它还在, 成功的可能性也很大.LDK了解的比较深就多写些.扬州顺大引进国外技术,计划明年量产6000吨青海亚洲硅业(施正荣投资)引进国外技术,计划明年量产1000吨同时STP和亚洲硅业签了长单协议明年下半年开始供货其他的就不说了都没什么可能性.现在说国外的HEMLOCK.主要工艺是西门子法.2008年实现以三氯氢硅,二氯二氢硅.硅烷为原料,流化床反应器的多晶硅生产新技术.明年增加3000吨产能达到12000吨.TOKUYAMA二氯二氢硅+工业硅西门子工艺明年产能6000吨.WACKER二氯二氢硅+工业硅西门子工艺明年产能9000吨.MEMC流化床工艺明年产能8000吨REC西门子工艺明年产能7000吨国外多晶硅生产技术发展的特点:1)研发的新工艺技术几乎全是以满足太阳能光伏硅电池行业所需要的太阳能级多晶硅。
2)研发的新工艺技术主要集中体现在多晶硅生成反应器装置上,多晶硅生成反应器是复杂的多晶硅生产系统中的一个提高产能、降低能耗的关键装置。
3)研发的流化床(FBR)反应器粒状多晶硅生成的工艺技术,将是生产太阳能级多晶硅首选的工艺技术。
其次是研发的石墨管状炉(Tube-Recator)反应器,也是降低多晶硅生产电耗,实现连续性大规模化生产,提高生产效率,降低生产成本的新工艺技术。
4)流化床(FBR)反应器和石墨管状炉(Tube-Recator)反应器,生成粒状多晶硅的硅原料可以用硅烷、二氯二氢硅或是三氯氢硅。
5)在2005年前多晶硅扩产中100%都采用改良西门子工艺。
在2005年后多晶硅扩产中除Elkem外,基本上仍采用改良西门子工艺。
通过以上分析可以看出,目前多晶硅主要的新增需求来自于太阳能光伏产业,国际上已经形成开发低成本、低能耗的太阳能级多晶硅生产新工艺技术的热潮,并趋向于把生产低纯度的太阳能级多晶硅工艺和生产高纯度电子级多晶硅工艺区分开来,以降低太阳能级多晶硅生产成本,从而降低太阳能电池制造成本,促进太阳能光伏产业的发展,普及太阳能的利用,无疑是一个重要的技术决策方向。
2,国内多晶硅技术发趋势目前国内的几家多晶硅生产单位的扩产,都是采用改良西门子工艺技术。
还没见到新的工艺技术有所突破的报导。
多晶硅工艺流程及产污分析 1 、氢气制备与净化工序在电解槽内经电解脱盐水制得氢气。
电解制得的氢气经过冷却、分离液体后,进入除氧器,在催化剂的作用下,氢气中的微量氧气与氢气反应生成水而被除去。
除氧后的氢气通过一组吸附干燥器而被干燥。
净化干燥后的氢气送入氢气贮罐,然后送往氯化氢合成、三氯氢硅氢还原、四氯化硅氢化工序。
电解制得的氧气经冷却、分离液体后,送入氧气贮罐。
出氧气贮罐的氧气送去装瓶。
气液分离器排放废吸附剂、氢气脱氧器有废脱氧催化剂排放、干燥器有废吸附剂排放,均供货商回收再利用。
2、氯化氢合成工序从氢气制备与净化工序来的氢气和从合成气干法分离工序返回的循环氢气分别进入本工序氢气缓冲罐并在罐内混合。
出氢气缓冲罐的氢气引入氯化氢合成炉底部的燃烧枪。
从液氯汽化工序来的氯气经氯气缓冲罐,也引入氯化氢合成炉的底部的燃烧枪。
氢气与氯气的混合气体在燃烧枪出口被点燃,经燃烧反应生成氯化氢气体。
出合成炉的氯化氢气体流经空气冷却器、水冷却器、深冷却器、雾沫分离器后,被送往三氯氢硅合成工序。
为保证安全,本装置设置有一套主要由两台氯化氢降膜吸收器和两套盐酸循环槽、盐酸循环泵组成的氯化氢气体吸收系统,可用水吸收因装置负荷调整或紧急泄放而排出的氯化氢气体。
该系统保持连续运转,可随时接收并吸收装置排出的氯化氢气体。
为保证安全,本工序设置一套主要由废气处理塔、碱液循环槽、碱液循环泵和碱液循环冷却器组成的含氯废气处理系统。
必要时,氯气缓冲罐及管道内的氯气可以送入废气处理塔内,用氢氧化钠水溶液洗涤除去。
该废气处理系统保持连续运转,以保证可以随时接收并处理含氯气体。
3、三氯氢硅合成工序原料硅粉经吊运,通过硅粉下料斗而被卸入硅粉接收料斗。
硅粉从接收料斗放入下方的中间料斗,经用热氯化氢气置换料斗内的气体并升压至与下方料斗压力平衡后,硅粉被放入下方的硅粉供应料斗。
供应料斗内的硅粉用安装于料斗底部的星型供料机送入三氯氢硅合成炉进料管。
从氯化氢合成工序来的氯化氢气,与从循环氯化氢缓冲罐送来的循环氯化氢气混合后,引入三氯氢硅合成炉进料管,将从硅粉供应料斗供入管内的硅粉挟带并输送,从底部进入三氯氢硅合成炉。
在三氯氢硅合成炉内,硅粉与氯化氢气体形成沸腾床并发生反应,生成三氯氢硅,同时生成四氯化硅、二氯二氢硅、金属氯化物、聚氯硅烷、氢气等产物,此混合气体被称作三氯氢硅合成气。
反应大量放热。
合成炉外壁设置有水夹套,通过夹套内水带走热量维持炉壁的温度。
出合成炉顶部挟带有硅粉的合成气,经三级旋风除尘器组成的干法除尘系统除去部分硅粉后,送入湿法除尘系统,被四氯化硅液体洗涤,气体中的部分细小硅尘被洗下;洗涤同时,通入湿氢气与气体接触,气体所含部分金属氧化物发生水解而被除去。
除去了硅粉而被净化的混合气体送往合成气干法分离工序。
4、合成气干法分离工序从三氯氢硅氢合成工序来的合成气在此工序被分离成氯硅烷液体、氢气和氯化氢气体,分别循环回装置使用。
三氯氢硅合成气流经混合气缓冲罐,然后进入喷淋洗涤塔,被塔顶流下的低温氯硅烷液体洗涤。
气体中的大部份氯硅烷被冷凝并混入洗涤液中。
出塔底的氯硅烷用泵增压,大部分经冷冻降温后循环回塔顶用于气体的洗涤,多余部份的氯硅烷送入氯化氢解析塔。
出喷淋洗涤塔塔顶除去了大部分氯硅烷的气体,用混合气压缩机压缩并经冷冻降温后,送入氯化氢吸收塔,被从氯化氢解析塔底部送来的经冷冻降温的氯硅烷液体洗涤,气体中绝大部分的氯化氢被氯硅烷吸收,气体中残留的大部分氯硅烷也被洗涤冷凝下来。
出塔顶的气体为含有微量氯化氢和氯硅烷的氢气,经一组变温变压吸附器进一步除去氯化氢和氯硅烷后,得到高纯度的氢气。
氢气流经氢气缓冲罐,然后返回氯化氢合成工序参与合成氯化氢的反应。
吸附器再生废气含有氢气、氯化氢和氯硅烷,送往废气处理工序进行处理。
出氯化氢吸收塔底溶解有氯化氢气体的氯硅烷经加热后,与从喷淋洗涤塔底来的多余的氯硅烷汇合,然后送入氯化氢解析塔中部,通过减压蒸馏操作,在塔顶得到提纯的氯化氢气体。
出塔氯化氢气体流经氯化氢缓冲罐,然后送至设置于三氯氢硅合成工序的循环氯化氢缓冲罐;塔底除去了氯化氢而得到再生的氯硅烷液体,大部分经冷却、冷冻降温后,送回氯化氢吸收塔用作吸收剂,多余的氯硅烷液体(即从三氯氢硅合成气中分离出的氯硅烷),经冷却后送往氯硅烷贮存工序的原料氯硅烷贮槽。
5、氯硅烷分离提纯工序在三氯氢硅合成工序生成,经合成气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的原料氯硅烷贮槽;在三氯氢硅还原工序生成,经还原尾气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的还原氯硅烷贮槽;在四氯化硅氢化工序生成,经氢化气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的氢化氯硅烷贮槽。