制备太阳能级多晶硅的工艺研究进展

太阳能级多晶硅的制备工艺分为物理法和化学法两大类。物理法包括造渣提纯硅法、利用热交换定向凝固提纯、利用电磁感应等离子技术提纯、CP法等,其中CP法生产的太阳能级多晶硅的纯度接近于化学法。但要生产纯度大于6N的多晶硅,仍需要采用化学法。目前常用的化学法有三氯氢硅氢还原法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法等。三氯氢硅氢还原法又称改良西门子法,是化学法制备太阳能级多晶硅的主流工艺,不足之处是耗能大、污染严重、运行成本较高。     

太阳能级多晶硅制备进展

多晶硅是制备单晶硅和太阳能电池的原材料,是全球电子工业和光伏产业的基石。综述了太阳能级多晶硅的制备方法（包括化学法和冶金法）以及中国多晶硅的生产现状。指出冶金法和化学法中的钠还原法,由于具有能耗低、无有毒气体排放的特点,将是今后中国具有发展前景的太阳能级多晶硅的生产工艺。     

冶金法提纯太阳能级多晶硅技术的研究进展

分析了国内外光伏产业的发展现状和趋势，介绍了冶金法提纯太阳能级多晶硅的技术和工艺，指出冶金法生产太阳能级多晶硅现状和冶金法太阳能级多晶硅产业亟需解决的问题。     

流化床法制备颗粒多晶硅的研究现状

流化床制备颗粒多晶硅的技术具有能耗低、收率高、可连续化生产等优点。本文介绍了流化床制备颗粒多晶硅工艺的硅烷热分解法和三氯氢硅的氢还原法，分别阐述了两种方法的原理、工艺中存在的问题及近些年的研究现状。     

太阳能级多晶硅生产工艺的比较研究

太阳能作为一种清洁的可再生能源为太阳能电池的发展开辟了广阔的市场,而太阳能电池的重要基础材料是多晶硅。因此,如何生产低成本、高品质的太阳能级多晶硅成为人们关注的核心问题。本文阐述了化学法、冶金法等包含的多种多晶硅生产工艺,并通过对各种工艺的分析比较,指出新硅烷法作为一种最具前景的太阳能级多晶硅生产工艺必将带来多晶硅行业的历史性变革。     

多晶硅生产工艺“群雄逐鹿”

在经济不景气、钱不好赚的时候,多晶硅企业开始把更多的精力放在产品技术升级和提升质量上。据了解,改良西门子法生产多晶硅占垄断地位的局面不久将发生改变,多晶硅生产工艺未来将形成改良西门子法、新硅烷法、流化床法、冶金法、无氯法、碳热还原法等诸多方法“群雄逐鹿”的局面。     

我国改良西门子法和冶金法多晶硅生产的现状

太阳能的开发和研究成为目前清洁能源的发展的主要方向之一。阐述了改良西门子法的生产技术现状和生产技术存在的问题;高纯多晶硅新生产工艺—冶金法的现状,提出冶金法制取太阳能级多晶硅与工业硅生产有效结合的措施。     

国内外多晶硅行业情况

回顾了近几年国内外多晶硅生产现状及2010年前全球多晶硅生产商扩产计划和达产目标,并概括了目前多晶硅生产新工艺。提出全球在2008年以后太阳能级多晶硅产能与太阳能硅电池的需求逐渐趋于平衡;太阳能级多晶硅的主流生产工艺仍然是化学法,冶金精炼法将来能成为一种补充;至2010年中国的太阳能级多晶硅行业将在世界上占一席之地;但国内太阳能级多晶硅厂商,在2010年如仍不能掌握西门子法低成本工艺、副产品的综合利用及环保技术,将会陷入困境。     

太阳能级多晶硅生产工艺的现状与发展

随着太阳能技术的普及,多晶硅生产作为光伏产业的核心技术受到越来越多的重视,本文详细介绍了太阳能级多晶硅的生产工艺现状与发展趋势,比较了西门子法,流化床法等主要多晶硅生产工艺的优缺点,并针对多晶硅生产中存在的污染和能耗问题探求合适的对策。     

硅烷流化床制备粒状多晶硅的研究进展

硅烷流化床生产粒状多晶硅的技术具有节能、高效、环境友好等优点,是生产太阳能级多晶硅的首选工艺技术,但国内对于该工艺技术的研究仍处于起步阶段。本文简介了硅烷流化床的基本原理,包括操作原理和反应模型,并讨论了温度、硅烷分压、颗粒尺寸以及流化速度等反应条件对硅烷流化床内流动稳定性和硅粉尘产生的影响。根据发展硅烷流化床所面临的热壁沉积、产生硅粉尘、加热方式的选择、硅晶种的获得、气体分布方式的控制以及产品纯度的控制等技术挑战,分析了不同的流化床设计对这些技术挑战的解决方案,指出了不同的流化床设计的优缺点与工业应用前景。讨论了硅烷流化床的CFD模拟与一般的流态化模拟的区别,并回顾了相关的研究工作。最后指明了对硅烷流化床技术的研究应从优化反应条件、改善反应器设计以及完善多尺度模拟硅烷流化床的模型三个方面着手。     

流化床生产多晶硅的研究

在流态化CVD法生产多晶硅的过程中发生了无数的均相反应和异相反应,均相反应十分的复杂,生成的无定形硅粉中含有氢键,是硅粉发生爆炸的关键因素。主要介绍了均相反应和异相反应的反应机理和主要影响因素(反应温度、入口硅烷浓度、进料气速、颗粒的平均直径、反应压力、床层高度等)对多晶硅和硅粉的影响规律。     

Optimization of Reaction Conditions in a Fluidized‐Bed for Silane Pyrolysis

The fluidized‐bed chemical vapor deposition (CVD) process for polycrystalline silicon production is considered to be the most attractive alternative to the conventional bell‐jar process. In order to obtain stable operation, high space‐time‐yields and high purity of the product several obstacles have to be eliminated. Reaction conditions must be optimized to avoid the homogeneous decomposition of silane and minimize silicon dust formation. The effect of temperature, silane partial pressure, gas velocity and the size of bed particles has to be identified. These dependencies and the interaction between hydrodynamics and kinetics of homogeneous and heterogeneous CVD‐reactions were studied in a laboratory‐scale fluidized‐bed reactor.     

多晶硅尾气处理与净化工艺研究进展

综述国内外多晶硅的生产工艺及尾气处理方法的研究进展,探讨生产多晶硅的常用6种工艺及其优缺点,重点阐述多晶硅尾气的分离回收技术、从开路控制到闭路控制的发展过程及闭路循环技术的优点。     

四氟化硅生产工艺研究进展

四氟化硅作为生产多晶硅及其衍生物的原料,随着电子工业的发展以及硅基产业的扩大,对于四氟化硅的需求量逐渐增加。对四氟化硅生产工艺的研究越来越引起人们的重视。详细介绍了制备四氟化硅的4种方法,含硅源物质与含氟基团物质合成法、氟硅酸盐热解法、氟硅酸法、硫酸法,综述了国内外制备四氟化硅的研究进展情况,并评述了各工艺的特点。就目前研究表明,四氟化硅制备工艺需向环保、节能、高收率方向发展。     

工业四氯化硅四级精馏的研究

高纯四氯化硅是热氢化、催化氢化、等离子氢化、光纤生产的原料,其品质要求达到9N。在改良西门子法生产多晶硅过程中,副产物工业四氯化硅,其中的各项金属杂质,硼磷杂质含量较高,并且含有高聚物,硅粉。采用常规的精馏法,吸附法,易出现堵塞,采用络合法,易出现络合剂分离不开的问题。通过采用四级精馏,一级脱重,去除其中的高聚物和大量的金属杂质,二级再脱重,去除金属杂质,回流采出轻组分,侧线采出产品,进入三级脱轻塔,去除其中的三氯氢硅,塔釜依靠压差,进入四级脱重塔,塔顶得到高纯四氯化硅产品。四级精馏得到的高纯四氯化硅,避免外杂质的引入,易得到9N产品。     

电子级多晶硅生产技术探讨

介绍了目前国内外电子级多晶硅生产技术的发展状况,重点说明了改良西门子法电子级多晶生产技术原理及其工艺流程,主要包括:氢气制备及纯化、氯化氢合成、低压氯化(三氯氢硅合成)、低温氢化(四氯化硅转化)、精馏、CVD还原、尾气回收和后处理等工序。结合电子级多晶硅生产技术的成功工程应用实践,介绍了电子级多晶硅项目的技术特点。     

硅整流改为可控硅整流技术总结

介绍了硅整流改为可控制硅整流的技术改造过程及应注意的问题，改造后的整流技术具有操作简单，提高经济效益的特点。     

多晶硅制备工艺及发展趋势

简述了国内外多晶硅生产工艺的发展和现状,对比分析了各种多晶硅制备方法在产能、能耗及环境友好特性等方面的特点及其发展趋势。提出目前多晶硅制备技术主要有3个发展方向：①不断改进西门子工艺,包括尾气分离,四氯化硅氢化制备三氯氢硅,改进还原炉结构,加大炉体直径以提高产量、降低成本,三氯氢硅及氢气的纯化;②不断完善流态化技术方法,包括降低反应器内壁面上的硅沉积、减少无定形硅粉的形成、硅烷制备技术的改善;③不断完善冶金法工艺体系,包括提高产品纯度、减少杂质含量的波动性。