多晶硅的生产

1、多晶硅生产技术简介西门子法的改进闭环三氯硅烷氢还原法改进西门子法用氯和氢合成氯化氢(或购买的氯化氢)，氯化氢和工业硅粉在一定温度下合成三氯化氢硅，然后分离精馏精制三氯化氢硅的三氯化氢在氢还原炉中进行CVD反应，产生高纯多晶硅。国内外现有的多晶硅厂大部分采用此方法生产电子级和太阳能级多晶硅。2、硅烷法硅烷热分解法硅烷(SiH4)由四氯化硅化法、硅合金分解法、氢酸盐还原法、硅的直接加氢法等制成。然后精炼制造的硅气体，热分解炉生产高纯度棒状多晶硅。以前只有日本松树掌握了这项技术，严重爆炸事故后没有继续扩大生产。但是美国Asimi和SGS仍然使用硅气体热分解生产高纯度的电子级多晶硅产品。3、流化床法以

2、四氯化硅、氢、氯化氢、工业硅为原料的流化床(沸腾床)制造的硅气体在添加了小颗粒硅粉的流化床反应炉中进行持续热解反应，生产粒状多晶硅产品。流化床反应炉中参与反应的硅表面积大，生产效率高，功耗低，成本低，适合批量生产太阳能级多晶硅。唯一的缺点是安全性不好，危险性高。第二，产品纯度不高，但基本上可以满足太阳能电池生产的使用。这种方法是美国联合碳化合物公司早期研究的工艺技术。目前，世界上只有美国MEMC使用此方法生产粒状多晶硅。这种方法更适合生产低成本的太阳能多晶硅。4、太阳能多晶硅新技术除了用上述改进西门子法、硅热分解法、流化床反应炉法三种方法生产电子级和太阳能级多晶硅外，还出现了专门生产太阳能级多

3、晶硅的新技术。1)冶金生产太阳能多晶硅资料表明1日本川崎钢铁公司采用冶金法制的多晶硅已应用于世界最大的太阳能电池厂(SHARP)，目前已形成800吨/年产能，并全部供应SHARP。主要工艺为选择纯度较好的工业硅(冶金硅)，在水平区域熔化单向硅钢片中凝固，去除硅钢片中金属杂质聚集的部分和外部部分，然后粗粉碎和清洗，从等离子熔炼炉中去除硼杂质，在二水平区域熔化单向硅钢片中凝固，去除二次古濑车站熔化硅钢片锭中金属杂质聚集的部分和外部部分，2)气液沉积生产粒状太阳能多晶硅据资料显示1代表日本土库山(Tokuyama)，目前运行着10吨试船，200吨半商用化规模的生产线在2005-2006年间投入试运行

4、。主要工艺是将反应器的黑关联温度提高到1500，提高流体。三氯化氢硅和氢从黑关联的顶部注入，在黑关联内壁1500高温下反应，形成液态硅，然后滴入底部，温度再次变成固体颗粒型太阳级多晶硅。3)中掺杂硅废料精制生产太阳能多晶硅根据美国Crystal Systems的数据，1美国将精炼单晶硅生产过程中产生的硅废料，然后可以用作生产太阳能电池的多晶硅，最终成本将控制在20美元/公斤以下。选择经过数十年的研究和生产实践，很多方法(例如将SiO4还原到Ca、Mg或Al)被删除。还原Zn、Al或MgSiCl2方法等；剩下的是硅烷分解法和氯硅烷还原法。下面我们讨论这几种方法的优劣。在SiCl4氯硅中，早期应用

5、SiCl4法得到的多晶硅纯度也很好，但增长率较低(4 6 m/min)，一次转换效率为2 10%，还原温度较高(1 200C)，能耗最高为250千瓦。H/kg，具有纯度高、安全性高的优点，但产量低。早期我国605工厂和丹麦Topsil工厂使用的产量低，不适合1,000T级大型工厂的硅源。目前，SiCl4主要用于硅外延片的生产。SiH2Cl2方法SiH2Cl2也可以生长高纯度多晶硅，但一般报道是 100？Cm，生长温度为1000，其能耗在氯硅中只有90千瓦吗？H/kg。与SiHCl3相比，存在以下缺点：容易沉淀在反应壁上。硅棒和管壁沉积的比例为100: 1，只有SiHCl3法的1%。还会产生爆炸

6、性，硅粉。一次转换率仅为17%，略低于SiHCl3法。最致命的缺点是SiH2Cl2的危险性很高，易燃，爆炸性很强，与空气混合后在大范围内爆炸，被认为比SiH4更危险，因此不适合生产多晶硅。西湖四法我国过去建立了对硅法的研究和小型工厂，但使用了旧的Mg2Si和NH4Cl反应(NH3中)方法。这个方法成本高，已经不采用了。钠和四氟化硅，氢化钠和四氟化硅也可以准备硅，但成本也很高。适用于大规模生产电子级多晶硅的硅是通过冶金级硅和SiCl4的逐步反应得到的。该方法由Union Carbide开发，应用于大规模生产，准备1公斤硅的价格约为8 14美元。硅烷生长的多晶硅电阻率最高能达到2000吗？使用石英

7、钟罩反应器(Cm)。硅容易爆炸，国外发生了硅工厂强烈爆炸的事故。现代硅法的制备方法是在SiCl4逐步加氢的：SiCl4和硅、氢在3155 MPa和500 C中作为第一老师生成Si2HCl3，通过分馏/再分配反应生成SiH2Cl2，在再分配反应器中形成SIH3CL，SIH3CL通过第三次再分配反应快速生成硅和副产品转换效率分别为20%-2215%、916%、14%，每个阶段转换效率低，需要多次循环物料。整个过程需要加热和冷却，再加热和冷却，能耗比较高。硅棒的沉积速度与反应器的沉积速度之比为10: 1，只有SiHCl3法的1/10。特别是，必须指出，SiH4在分解时，空气很容易强化核。因此，反应室

8、产生硅的尘埃，损失达10 20%，硅法沉积率只有3 8 m/min。硅分解时温度只有800C，所以功耗只有40千瓦吗？H/kg，但硅制造成本高，因此最终多晶硅制造成本高于SiHCl3法。我认为，将SiH4成长为膜式反应器在成本上没有优势，加上SiH4的安全问题，在建设中国的大型硅工厂中，应渡边杏采用膜式硅热分解技术。硅的潜在优点是用流相反应器生成颗粒型多晶硅。SiHCl3方法SiHCl3法是当今生产电子级多晶硅的主流技术，纯度可达N型2000吗？Cm，生产历史已经35年了。实践证明，SiHCl3可以安全、安全地运输，存储几个月也能保持电子级纯度。打开容器时，它不会像SiH4或SiH2Cl2那样

9、燃烧或爆炸。燃烧也不会温度高，可以复盖。SiHCl3法的有用沉积比为1 103，是SiH4的100倍。4种方法中沉积速度最高，最高可达8 10 m/min。一次通过的转换效率为5%到20%，是4种方法中最高的。沉积温度为1 100C，继sic l4(1 200C)后为120 kW，功耗也高吗？H/kg。SiHCl3还原通常不会生成硅粉，因此有助于连续操作。为了提高沉积速度和降低功耗，必须解决气体动力学问题，优化贝尔盖反应器的设计。反应器的材料可以是石英或金属，操作在约0114 MPa的压力下进行，时钟盖温度为575C。手表罩的温度过低会消耗很多电能，靠近盖子壁的多晶硅杆的温度低，不利于生长。盖

10、子温度大于575C时，SiHCl3会沉积在墙上，导致实际产量下降，需要清洗手表盖子。国外多晶硅杆的直径可达229 mm。国内SiHCl3法的功耗经过多年努力已达到500千瓦吗？H/kg下降到200kW了吗？H/kg，硅棒直径约为100 mm。为了提高产品的质量和产量，必须努力设计炉体，解决气体动力学问题，增加炉体直径，增加硅钢棒数。SiHCl3法的最终多晶硅价格比较低，其沉积速度比SiCl4法高约一倍，安全性较好。多晶硅纯度完全满足直线和共晶的要求，因此成为首选的生产技术。(莎士比亚，多晶硅，纯度，纯度，纯度，纯度，纯度，纯度)世界上11家大企业都采用SiHCl3法，只有美国ETHYL公司中的

11、一家采用SiH4法。中国的多晶硅工厂也使用SiHCl3。世界主要多晶硅生产工艺1、改进西门子法闭环三氯硅烷氢还原法改进西门子法用氯和氢合成氯化氢(或购买的氯化氢)，氯化氢和工业硅粉在一定温度下合成三氯化氢硅，然后分离精馏精制三氯化氢硅的三氯化氢在氢还原炉中进行CVD反应，产生高纯多晶硅。国内外现有的多晶硅厂大部分采用此方法生产电子级和太阳能级多晶硅。2、硅烷法硅烷热分解法硅烷(SiH4)由四氯化硅化法、硅合金分解法、氢酸盐还原法、硅的直接加氢法等制成。然后精炼制造的硅气体，热分解炉生产高纯度棒状多晶硅。以前只有日本松树掌握了这项技术，严重爆炸事故后没有继续扩大生产。但是美国Asimi和SGS仍

12、然使用硅气体热分解生产高纯度的电子级多晶硅产品。3、流化床法以四氯化硅、氢、氯化氢、工业硅为原料的流化床(沸腾床)制造的硅气体在添加了小颗粒硅粉的流化床反应炉中进行持续热解反应，生产粒状多晶硅产品。流化床反应炉中参与反应的硅表面积大，生产效率高，功耗低，成本低，适合批量生产太阳能级多晶硅。唯一的缺点是安全性不好，危险性高。第二，产品纯度不高，但基本上可以满足太阳能电池生产的使用。这种方法是美国联合碳化合物公司早期研究的工艺技术。目前，世界上只有美国MEMC使用此方法生产粒状多晶硅。这种方法更适合生产低成本的太阳能多晶硅。4、太阳能多晶硅新技术除了用上述改进西门子法、硅热分解法、流化床反应炉法三

13、种方法生产电子级和太阳能级多晶硅外，还出现了专门生产太阳能级多晶硅的新技术。1)冶金生产太阳能多晶硅资料表明1日本川崎钢铁公司采用冶金法制的多晶硅已应用于世界最大的太阳能电池厂(SHARP)，目前已形成800吨/年产能，并全部供应SHARP。主要工艺为选择纯度较好的工业硅(冶金硅)，在水平区域熔化单向硅钢片中凝固，去除硅钢片中金属杂质聚集的部分和外部部分，然后粗粉碎和清洗，从等离子熔炼炉中去除硼杂质，在二水平区域熔化单向硅钢片中凝固，去除二次古濑车站熔化硅钢片锭中金属杂质聚集的部分和外部部分，2)气液沉积生产粒状太阳能多晶硅资料显示1代表日本土库山(Tokuyama)，目前运行着10吨试船，2

14、00吨半商用化规模的生产线在2005-2006年间投入试运行。主要工艺是将反应器的黑关联温度提高到1500，从黑关联的顶部注入流体三氯化硅和氢，在黑关联内壁1500高温下反应，形成液态硅，然后下降到底部，温度就会还原为固体颗粒型太阳级多晶硅。3)中掺杂硅废料精制生产太阳能多晶硅根据美国Crystal Systems的数据，1美国将精炼单晶硅生产过程中产生的硅废料，然后可以用作生产太阳能电池的多晶硅，最终成本将控制在20美元/公斤以下。让我们比较几个国内多晶硅厂和国外多晶硅厂的设备技术。新光核心技术是俄罗斯技术。也就是说，在改进西门子技术的同时，德国设备也已经实现了较大的协调。估计今年生产能力3

15、00吨。预计实际生产能力将小于这个数字。明年估计800-1000吨。洛阳中硅核心技术也是俄罗斯技术。据推算，今年也是300吨，明年是1000吨。阿米半导体的核心技术今年也是俄罗斯技术200吨。LDK首先是德国sunways的所有附件。购买了两套现成的西门子设备，包括sunways。Sunways帮助安装和调试。这两套设备年产量为1000吨。根据合同，预计今年第4季度两套设备将送到江西。(现在应该到了，LDK的人能确认吗？)。进入明年六月生产。作为回报，LDK在10年内将1GW的wafer卖给了sunways。这是一个好交易，例如Sunways帮助LDK培养生产硅的人才。另外，LDK在美国GT

16、solar购买并建设了新的硅生产设备后，2008年为6000吨，2009年为15，000吨。整体营造采用美国Fluor设计。Fluor的实力无比强大。只要它存在，成功的可能性也很大。扬州巡队计划引进外国技术，明年批量生产6000吨青海亚洲硅业(市政投资)计划引进外国技术，明年批量生产1000吨，STP和亚洲硅业签订了长时间的单一协议，从明年下半年开始供应别的不说，就没有任何可能性。现在说的是外国。HEMLOCK。主要工艺是西门子法。2008年三氯硅，二氯二氢硅。以硅为原料，实现流化床反应器的多晶硅生产新技术。明年3000吨的生产能力达到12000吨。土库山二氯二氢硅工业硅西门子工艺明年可生产6000吨。华克二氯二氢硅工业硅西门子工艺明年可生产9000吨。MEMC流化床工艺明年生产能力8000吨REC西门子工艺明年7000吨生产能力国外多晶硅生产技术发展特点：1)开发的新技术技术几乎都是太阳能光伏硅电池产业所需的太阳能级多晶硅。2)开发的新技术技术主要集中在多晶硅生成反应器装置上，多晶硅生成反应器是复杂多晶硅生产系统中提高生产能力和降低能耗的关键装置。3)开发的流化床(FBR)反应器粒状多晶硅生成工艺技术将成为生