硅材料制备及工艺
硅碳负极材料的生产工艺
硅碳负极材料的生产工艺
硅碳负极材料的生产工艺一般包括以下几个步骤：
1. 原料准备：选用优质的硅和石墨作为主要原料，按照一定比例进行混合，并添加其他助剂。
2. 理化处理：将原料进行粉碎、研磨等处理，使其粒度均匀，并去除杂质。
3. 混合制备：将经过理化处理的原料进行混合，通常采用湿法造粒或者干法混合的方式，以获得均匀的混合物。
4. 成型：将混合物进行压制，通常采用成型机械将其压制成片、柱或其他形状。
5. 烧结：将成型后的材料进行高温烧结，使其颗粒之间结合紧密，形成致密的物相结构。
6. 表面处理：通过涂覆或处理，改善材料的表面性能，如增强导电性能、提高电化学反应活性等。
7. 性能测试：对已制备的硅碳负极材料进行各项性能测试，包括比容量、循环性能、倍率性能等。
8. 成品包装和储存：将合格的硅碳负极材料进行包装，并储存在适当的条件下，以确保其质量和稳定性。
需要注意的是，不同厂家和工艺可能会有细微的差异，但大致的生产流程是类似的。
生产硅碳负极材料的关键在于原料的选择和比例控制，以及烧结工艺的优化，这对材料的性能和效果有着重要影响。
制硅的原理
制硅的原理制硅的原理是指通过特定的化学反应和加热处理，将硅矿石转化为纯度较高的硅材料的过程。
硅是地壳中第二常见的元素，广泛存在于石英、长石等矿石中。
制硅的过程通常包括三个主要步骤：硅矿石的选矿、矿石还原与纯化以及硅材料的加工与制备。
第一步是硅矿石的选矿。
在这一步骤中，首先需要对硅矿石进行采矿，并通过物理和化学方法将其中的杂质与非硅矿物分离。
矿石的选矿主要目的是提高硅的含量，从而减少后续步骤中的杂质处理工作量。
第二步是矿石还原与纯化。
在这一步骤中，选矿得到的硅矿石会经过还原与纯化处理，将其中的有害杂质物质去除，从而得到纯度较高的硅材料。
常用的矿石还原与纯化方法主要包括炉法和湿法两种。
炉法是一种将硅矿石通过高温加热来进行还原与纯化的方法。
一般采用的是电炉或者燃煤炉等高温反应装置。
在加热过程中，硅矿石的氧化物将被还原为金属硅，而其他杂质则在高温下被氧化或蒸发。
这样，通过升温冷却等操作，可以使硅材料得到纯度较高的提纯。
湿法是一种通过硅矿石的酸浸和沉淀沐浴来进行纯化的方法。
在这个过程中，硅矿石被浸入含有酸性溶液的反应槽中，硅矿石中的硅酸盐被酸溶解，而其他杂质则在酸性条件下不溶于盐酸。
接下来，通过逐渐调节溶液的酸度、温度和浓度，使溶液中的硅酸盐沉淀下来，并通过过滤、洗涤和干燥等步骤得到纯度较高的硅材料。
第三步是硅材料的加工与制备。
经过还原与纯化处理的硅材料可以用于制备不同形式的硅产品。
例如，通过熔融硅可以制备硅单晶，通过磨粉硅可以制备硅粉体，通过加入掺杂剂和烧结等工艺可以制备硅陶瓷等。
总之，制硅的原理是通过选矿、还原与纯化以及加工与制备等步骤，将硅矿石转化为高纯度的硅材料的过程。
这一过程涉及多种物理和化学原理，需要根据具体的硅材料需求和工艺条件来选择合适的方法和操作。
制硅的发展不仅促进了硅材料的应用领域的拓展，也对整个材料科学和工程领域的发展做出了重要贡献。
硅基负极材料生产工艺
硅基负极材料生产工艺硅基负极材料是锂离子电池中一种重要的电池材料，因其高比容量和相对丰富的资源而备受关注。
下面将介绍硅基负极材料的生产工艺。
1. 材料准备硅基负极材料的制备首先需要准备硅材料和其他辅助材料。
硅通常以纳米颗粒或纳米片状的形式使用，以增加其比表面积，提高电极的充放电性能。
同时，导电剂（如碳黑）、粘结剂和电解质溶液等也是生产过程中所需的关键材料。
2. 材料混合硅材料、导电剂和粘结剂按照一定的配比混合均匀。
混合的过程中，需要确保硅颗粒均匀分散在混合物中，以提高电极的均匀性和导电性。
3. 涂覆过程混合物通过涂覆工艺被均匀地涂布在导电极材料（如铜箔）上。
涂覆可以采用卷材法、层压法或者喷涂法等不同的涂覆工艺。
这一步骤的关键是确保涂布膜的均匀性和厚度控制。
4. 干燥涂布完成后，需要对电极进行干燥，以蒸发或挥发涂覆过程中所添加的溶剂。
干燥过程需要在适当的温度和湿度下进行，以避免电极结构的破坏或变形。
5. 成型和压片电极需要在适当的尺寸和形状下进行成型，以适应锂离子电池的结构。
通常采用压片工艺，将电极材料通过机械压制成片状。
成型后的电极片需要在一定的温度和压力下进行热压，以提高电极的机械强度和稳定性。
6. 电池组装制备好的硅基负极电极片将与正极、隔膜等其他电池组件一同组装成电池。
在这一步骤中，需要在无氧或低氧环境中进行，以避免硅材料与氧气发生反应，降低电池性能。
7. 充放电循环生产完成的电池需要进行充放电循环测试，以评估硅基负极材料的性能。
在这个过程中，观察电池的循环稳定性、比容量、充放电效率等参数，从而评估硅基负极材料的实际应用性能。
8. 优化和改进根据实际测试结果，可以对生产工艺进行优化和改进。
这可能涉及到材料配方的调整、生产工艺参数的优化以及设备的升级等方面，以进一步提高硅基负极材料的性能和稳定性。
硅基负极材料的生产工艺是一个综合考虑材料性质、工艺参数和设备条件等因素的复杂过程。
通过精密的生产工艺，可以制备出性能优良的硅基负极材料，为高性能锂离子电池的制备提供了关键的技术支持。
半导体硅材料
半导体硅材料
半导体硅材料是一种在电子行业中广泛应用的材料，它具有独特的电学特性，
使其成为集成电路、太阳能电池、光电器件等领域的重要材料。
本文将从半导体硅材料的基本特性、制备工艺以及应用领域等方面进行介绍。
首先，半导体硅材料具有良好的半导体特性，即在一定条件下能够表现出导电
和绝缘的特性。
这种特性使得半导体硅材料在电子器件中得到了广泛的应用。
同时，硅材料还具有较高的热稳定性和化学稳定性，能够在复杂的环境下保持良好的性能。
其次，半导体硅材料的制备工艺主要包括硅单晶生长、硅多晶生长以及硅薄膜
制备等过程。
其中，硅单晶生长是制备高纯度硅材料的主要工艺之一，通过化学气相沉积、单晶拉晶等方法可以得到高质量的硅单晶材料。
而硅多晶生长则是制备普通硅材料的常用工艺，通过熔融法或气相沉积等方式可以得到多晶硅材料。
此外，硅薄膜制备技术在近年来得到了快速发展，通过物理气相沉积、化学气相沉积等方法可以得到高质量的硅薄膜材料。
最后，半导体硅材料在集成电路、太阳能电池、光电器件等领域都有重要的应用。
在集成电路中，硅材料作为基底材料能够支撑电子器件的制备，同时作为绝缘层和导体层能够实现电子器件的隔离和连接。
在太阳能电池中，硅材料能够转化太阳能为电能，通过pn结等结构实现光电转换。
在光电器件中，硅材料能够实现光
电探测、光电发射等功能，广泛应用于光通信、光传感等领域。
总之，半导体硅材料作为一种重要的电子材料，在现代电子工业中具有不可替
代的地位。
随着科技的不断进步，相信半导体硅材料将会在更多的领域展现出其优越的性能和广阔的应用前景。
有机硅涂层的制备工艺
有机硅涂层的制备工艺# 有机硅涂层的制备工艺有机硅涂层是一种常见的防护材料，用于提高物体表面的耐磨、耐腐蚀和防水性能。
以下是有机硅涂层的制备工艺的详细介绍。
## 1. 准备材料和设备- 有机硅涂料- 喷涂设备（例如喷枪）- 喷涂台- 清洁溶剂- 研磨工具（例如砂纸、砂轮）## 2. 表面准备首先，需要准备待涂覆的物体表面。
这包括清洁和磨砂两个步骤。
### 2.1 清洁表面使用清洁溶剂将物体表面彻底清洁，确保表面没有灰尘、油脂或其他污垢。
### 2.2 磨砂表面使用砂纸或砂轮对物体表面进行磨砂处理，以提供更好的附着力。
磨砂可以去除表面的氧化层和不均匀性，使涂层更加平整。
## 3. 涂料准备将有机硅涂料搅拌均匀，避免产生气泡或固体颗粒。
根据涂料供应商的推荐，可以添加适量的稀释剂以达到理想的涂覆粘度。
## 4. 涂覆过程### 4.1 控制环境在涂覆过程中，确保工作环境清洁、干燥，并控制好温度和湿度。
这有助于涂料的均匀涂布和干燥。
### 4.2 喷涂技术使用喷涂设备（例如喷枪）将有机硅涂料均匀地喷洒在物体表面上。
注意保持一定的喷涂距离和角度，以确保涂料均匀覆盖。
### 4.3 喷涂层数根据涂料供应商的建议，可以进行多层喷涂以获得更好的保护效果。
每层涂料之间应保持适当的干燥时间，通常为几分钟至几小时。
## 5. 干燥和固化在涂覆完成后，等待涂料自然干燥。
根据涂料类型和厚度的不同，固化时间可能需要几小时到几天。
## 6. 涂层检验和维护### 6.1 检验涂层质量使用适当的检验方法，对涂层进行质量验证。
这可以包括检查涂层的平整度、附着力和耐腐蚀性能等。
### 6.2 维护涂层定期检查涂层的状况，并根据需要进行补涂或维修。
避免使用腐蚀性或磨损性物质与涂层接触，以延长涂层的使用寿命。
以上是有机硅涂层的制备工艺的详细介绍。
根据这个工艺流程，可以有效地制备出具有良好防护性能的有机硅涂层。
单晶硅生产工艺
单晶硅生产工艺单晶硅生产工艺是一种重要的制备方法，用于制造高纯度的单晶硅材料。
它在电子工业、光伏产业等领域有着广泛的应用。
本文将介绍单晶硅的生产工艺及其主要步骤。
单晶硅是由纯净的硅材料制成的，其主要原料是石英砂。
首先，经过物理和化学的处理，石英砂中的杂质被去除，以保证最终产品的高纯度。
这一步骤常常被称为净化或精炼过程。
接下来，经过矿山开采和选矿，石英砂被破碎成小颗粒，并通过浮选等方法将杂质与硅分离。
随后，石英粉末被送入高温石英炉。
在炉内，石英粉末通过升温和冷却的过程，使纯净的硅材料逐渐结晶成块状。
在晶体生长的过程中，需要维持稳定的温度和压力条件。
通常使用感应炉等加热设备来提供热能。
在此过程中，石英容器或若干种不同的晶体生长设备被使用。
静态法是目前最常用的单晶生长方法。
在这种方法中，石英产生的热能被保持在恒定的温度下，使石英坯体逐渐结晶成大片的单晶硅材料。
这种方法具有高度的可控性和较低的成本。
在单晶硅生长结束后，晶坯需要经过多个步骤的加工。
首先，晶体被切割成薄片，这些薄片被称为晶片。
晶片表面经过粗糙化处理，以提高其表面的光电转换效率。
接着，晶片需要进行蚀刻，以去除表面的污染物和缺陷。
蚀刻可以采用湿法或干法，具体的选择取决于生产过程的要求。
最后，晶片被切割成具有特定尺寸的硅片。
这些硅片可以使用在半导体行业中，如电子器件和集成电路的制造。
总之，单晶硅生产工艺是一系列精密的步骤，用于制备高纯度的单晶硅材料。
这些步骤包括石英砂的净化、晶体生长、晶片加工和硅片切割等。
通过这些步骤，可以得到适用于电子工业和光伏产业的高质量单晶硅材料。
半导体-硅片生产工艺流程及工艺注意要点
半导体-硅片生产工艺流程及工艺注意要点一、引言半导体产业是当今高科技产业中不可或缺的一环，而硅片作为半导体制造的重要材料之一，其生产工艺流程及注意要点显得尤为重要。
本文将就半导体-硅片的生产工艺流程及工艺注意要点进行详细介绍。
二、硅片生产工艺流程硅片生产工艺流程可以分为几个主要步骤，包括原料准备、单晶硅生长、硅片切割、晶圆清洗等过程。
1.原料准备原料准备是硅片生产的第一步，通常以硅粉为主要原料。
硅粉需经过精细处理，确保其纯度和质量达到要求。
2.单晶硅生长单晶硅生长是硅片生产的核心环节，通过气相、液相或固相生长方法，使硅原料逐渐形成完整的单晶结构。
3.硅片切割硅片切割是将单晶硅切割为薄片的过程，以便后续的加工和制作。
切割精度和表面光滑度直接影响硅片的质量。
4.晶圆清洗晶圆清洗是为了去除硅片表面的杂质和污染物，保持硅片表面的洁净度，以确保后续工艺的顺利进行。
三、工艺注意要点在硅片生产过程中，有一些注意要点需要特别重视，以确保硅片的质量和性能。
1.纯度控制硅片的制备要求非常高，必须保证硅原料的纯度达到一定标准，以避免杂质对硅片性能的影响。
2.工艺参数控制在硅片生产过程中，各个工艺环节的参数控制十分关键，包括温度、压力、时间等因素，要严格控制以保证硅片的质量稳定性。
3.设备保养硅片生产设备的保养和维护也是非常重要的一环，保持设备的稳定性和运行效率，可以有效提高硅片生产效率和质量。
4.环境监控硅片生产场所的环境条件也需要严格监控，包括温度、湿度、洁净度等因素，以确保硅片生产过程的正常进行。
四、结论通过本文对半导体-硅片生产工艺流程及工艺要点的介绍，我们可以看到硅片生产是一个复杂而又精细的过程，需要严格控制各个环节的参数和质量要求。
只有做好每一个细节，才能确保硅片的质量和稳定性，为半导体产业的发展做出贡献。
因此，加强对硅片生产工艺流程及工艺要点的研究与总结，提高技术水平和生产水平，对于我国半导体产业的发展具有重要的意义。
硅微粉生产工艺
硅微粉生产工艺概述硅微粉是一种重要的工业原料，广泛用于涂料、橡胶、塑料、建筑材料等行业。
本文将详细介绍硅微粉的生产工艺，包括原材料准备、制备工艺和后处理工序。
原材料准备硅微粉的主要原料是硅石，一种硅酸盐矿石。
为了得到高纯度的硅微粉，首先需要选择优质的硅石，具备较高的硅含量和较低的杂质含量。
常见的硅石有石英、长石和硅质岩石等。
原材料准备的步骤如下：1.选择合适的硅石矿石。
2.对硅石进行破碎，使其颗粒度符合生产要求。
3.进行磁选和洗选等工艺，去除掉硅石中的杂质。
制备工艺硅微粉的制备主要通过物理方法，其中包括干法制备和湿法制备两种常用的工艺。
干法制备干法制备硅微粉是在无水介质下进行，其工艺流程如下：1.将预处理好的硅石送入磨矿机进行粉碎，得到初级硅微粉。
2.初级硅微粉经过气流筛分，去除掉过大或过小的颗粒。
3.进一步对筛分后的硅微粉进行超细磨矿，使其颗粒尺寸更加均匀。
4.最后利用气力输送将硅微粉收集起来，通过分级器进行分级，得到不同粒度的硅微粉。
湿法制备湿法制备硅微粉是在液相介质中进行，其工艺流程如下：1.将预处理好的硅石与适量的水混合，形成硅石浆料。
2.经过颗粒分级器，将硅石浆料中的较大颗粒进行分离。
3.将分离后的浆料送入研磨机进行磨矿，得到硅微粉浆料。
4.通过离心机或筛分机将硅微粉浆料去除掉其中的水分和杂质，得到湿态硅微粉。
5.最后将湿态硅微粉经过烘干设备进行烘干，得到干态硅微粉。
后处理工序制备好的硅微粉还需要经过一系列的后处理工序来提高其质量和纯度。
后处理工序的步骤如下：1.对硅微粉进行分级，按照颗粒大小进行分组。
2.采用气流粉碎机进行细磨，使硅微粉颗粒更加均匀细小。
3.对细磨后的硅微粉进行表面修饰，如涂覆有机硅或无机润滑剂等，改善其流动性和分散性。
4.进行均质处理，提高硅微粉的均匀度和稳定性。
5.对硅微粉进行炉处理，消除内部应力，提高其热稳定性和耐候性。
在后处理工序中，需要注意控制好处理条件，避免硅微粉受到二次污染或其性能受到不利影响。
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30-35Bar 这种闭路循环的工艺称之为改良西门子法。采用SiCl4氢化和尾气干 法回收工艺，明显降低了原辅材料的消耗，使生产多晶硅电耗和成本 下降，但是大大增加了工艺的复杂性和难度。
18
改良西门子法工艺流程图
19
西门子法和物理冶金法的比较
方法 年产1000吨投资
每吨成本 污染
最小产量 扩容能力
西门子法 14亿人民币 60万人民币
有 300吨 无法扩容
物理法 4亿人民币 12万人民币
无 30吨 可以模块式叠加扩容
20
3.4 硅皖法 硅烷（SiH4）是以四氯化硅氢化法、硅氢化物分解法、
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。
＋48%
2009
7500 1800 1400 3000 400 5000 22500 11000 8000 1500 16000 1000 79100
＋38%
2010
2011
2012
8200 2800 1400 4000 400 16500 275000 18000 8000 1500 25000 1000 114300
3.多晶硅生产的主要工艺
z 3.1 物理法——冶金法 z 3.2 西门子法 z 3.3 改良西门子法——闭环式TCS还原法 z 3.4 硅烷法——硅烷热分解法 z 3.5 流化床法 z 3.6 气液沉积法 z 3.7 重掺硅废料提纯法
12
3.1 .1 冶金级硅生产工艺图
z
Production flow of Metallurgical Grade Silicon
业导向 z 4.4 多晶硅生产技术对比分析 z 4.5国内太阳能电池用多晶硅的市场需求
25
4.1 国际多晶硅生产主要公司
26
4.1 国际多晶硅产业的扩产情况
国际多晶硅产量及预测 吨
140000
138400
120000 100000
80000
106500 75500
指标 Item
2008(Cap.) 2008(Pro.) 2009 (Cap.) 2009(Pro.) Number of Co.
生产链 Industry Chain
z3、反应温度低 3、反应速度不能快，同样炉型比西门子
z4、无腐蚀性
法产量低一倍
z5、多晶结晶致密 4、建厂投资大，成本高
22
3.5 流化床法
z 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。
z 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，电耗与成本 低，适用于大规模生产太阳能级多晶硅。其缺点是安全性 差，危险性大，产品纯度不高，但基本能满足太阳能电池 生产的使用。
工业级硅(97-99%) 多晶硅
太阳能级多晶硅 99.999~99.9999%
半导体多晶硅 99.999999%~99.9999999%
拉晶
半导体用3-12“Wafer
太阳能模组
5
太阳能电池
拋光
切片
5
1.4 硅
z 半导体金属之一，可制成发光体、热的不良导体、芯片 z 熔点为1412℃比大多数金属的熔点高，密度为2.34g/cm3 z 地壳中的含量27%，仅次于氧的含量。 z 自然界不存在单体硅，多呈氧化物或硅酸盐状态(石英或硅石)。 z 晶体力学性能优越，易于实现产业化。 z 在高温下化学性质活泼，能与许多元素化合。 z 在常温下它的化学性质稳定 z 硅是IV族元素，有4个价电子；具有金刚石立方晶格结构。
13
14
3.1 .2 冶金法
物理法的技术最早是德国WACKER公司先开发的，后来 日本的川琦制铁（主要供给sharp公司）也开发出来，也称之 为“冶金法” ，只能到6N的程度。 主要工艺是（1）选择纯度较好的工业硅（即冶金硅）进行水 平区熔定向凝固成硅锭，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；（2）在等离子体融解炉中 去除硼杂质，（3）再进行第二次水平区熔定向凝固成硅锭， 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，（4）在电子束熔融炉中去除磷和碳杂质， 直接生成太阳能级多晶硅。
28
4.2 国内多晶硅生产主要企业
国内主要多晶硅企业产能产量统计
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
12
企业 江苏中能光伏科技发展有限公司 洛阳中硅高科技有限公司
2008年产量 吨 1849 856
2009年产量 吨 7500 2200
大全新材料有限公司
300
江苏顺大电子材料科技有限公司 -
21
3.4 硅皖法
采用硅烷法，生产的多晶硅纯度很高，非常适合做FZ硅原料， SGS公司专门采用硅烷法生产太阳能多晶。一般认为硅烷热分解的温度 较低，能耗也低，但实际上该法生产的多晶硅成本，目前仍高于西门 子法。硅烷法的优缺点可归纳为以下几点：
优点
缺点
z1、纯度高
1、制取SiH4的工艺难度大
z2、实收率大于98％ 2、易燃易爆危险性大
8200 2800 3000 6000 400 26500 36000 18000 16000 1500 30000 1000 149400
8200 2800 3600 6000 400 26500 36000 18000 16000 1500 35000 1000 155000
＋45% ＋31% ＋4%
Solar Grade Silicon (SG)*: Si 99.99–99.999%, US$ 30– 40/kg（cost） z 3、电子级硅（EG）：一般要求含Si > 99.9999 %以上，超 高纯达到99.9999999%～99.999999999%（9～11个9）。 Electronic Grade Silicon (EG): Si US$ 60/kg （cost） 11
15
z3. 2 西门子法（SiHCl3法） 该法于1954年推出，成为迄今一直使用的方法。 z西门子法的基本原理
SiHCl3+H2 →Si+3HCl (1) SiHCl3+ HCl →SiCl4+H2 (2) 副反应 z工艺流程（1）第一步，在250~350的温度下让冶金硅粉末和氯化 氢在流化床上反应； （2）第二步，对SiHCl3进行分馏，在这一过程中可以把具有不 同沸点的氯化物分离出来； （3）第三步，硅的沉积。多晶硅反应炉一般均采用单端开口 的钟罩形式。通常多晶硅的沉积反应要进行200~300h,使沉积在硅 桥上的硅棒直径达到150~200mm。
z 非晶硅是以非晶态存在的硅，原子排列无规则。
7
非晶无定形结构 Amorphous Structure
多晶原子结构 Polycrystalline Structure
单晶原子晶体结构 Single Crystal Structure
8
原始多晶硅
单晶硅棒/片
9
10
2. 多晶硅介绍
2.2 纯度分类
按纯度分类可以分为冶金级（工业硅）、太阳能级、电子级。
硅材料制备及工艺
陈秀华
11
目录
z 1. 概述 z 2. 多晶硅介绍 z 3. 多晶硅生产工艺 z 4. 多晶硅生产现状及发展趋势 z 5. 太阳能级硅材料加工工艺流程
2
z 1. 概述 z 1.1 太阳能发电在全球未来能源结构中扮演重要地位
1.2 我国能源储量与世界比较
3
4
1.3 硅材料产业架构
石英石 （sio2）
3.7 重掺硅废料提纯法 z 据美国Crystal Systems资料报导，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。
24
z 4. 多晶硅生产现状及发展趋势 z 4.1 国际多晶硅生产主要公司 z 4.2 国内多晶硅生产企业 z 4.3 多晶硅的研发符合国家产业政策和产
z 此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工艺技术。此法 比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。
23
3.6 气液沉积法 生产粒状太阳能级多晶硅
z 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。
z 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。
16
西门子法生产成本：
每吨多晶硅耗用金属硅1.5吨，液氯1吨，氢气200m3；西门 子法的晶体生产过程中，需要维持1100摄氏度左右的高温，每 公斤耗电400-500度（中国），而美国多晶硅耗电130-150度， 日本150度。 z总体来说，在中国生产1000吨多晶硅会有三氯氢硅3500吨、 四氯化硅4500吨废液产生，同时需要消耗大量电能。年产1000 吨多晶硅生产线其供电装机容量为9.8万KW，用电负荷为4.5 万KW，年总用电量为2.5亿度。因此，解决电的供应及合理电 价是保证该条生产线实现预期效益的关键。投产1000吨的项目 需要投资14亿人民币，每吨成本60万元。
z近几年西门子法的工艺又在不断改进，普遍采用加压工艺， 提高产能和降低能耗。特别还原炉加压工艺明显降低能耗一倍。
17
z3.3 改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢化还原法： z改良西门子是采用氯和氢合成氯化氢，氯化氢和工业硅粉在一定的温 度下合成三氯氢硅，对三氯氢硅分馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还 原炉内进行CVD，反应生成高纯多晶硅。将还原后的尾气SiHCl3 、 SiCl4、HCl 和H2 回收分离，将SiHCl3 、HCl 和H2分别返回各工序，再 用氢化工艺将SiCl4转化成SiHCl3 。其主要反应式如下