多晶硅制造技術(shù)基礎(chǔ)分析

金屬硅是多晶硅制造的主要原材料。太陽(yáng)能級(jí)多晶硅制造的總體目的，在于將金屬硅中所含鐵、鎂、鈣等金屬和非晶硅雜質(zhì)從硅中分離，最后獲得高純度結(jié)晶態(tài)的硅晶體。 　　三氯氫硅法依然是目前最成熟、最具經(jīng)濟(jì)型的多晶硅制造方案。三氯氫硅法在安全性、存儲(chǔ)運(yùn)輸方面具有一定優(yōu)勢(shì)，且在有用沉積比和沉積速率方面最優(yōu)。經(jīng)過(guò)不斷改良之后，電耗的生產(chǎn)成本已經(jīng)降至接近硅烷法的程度。 　　第一代三氯氫硅法循環(huán)利用率不佳。四氯化硅直接被視為副產(chǎn)品，而氯化氫氣體水溶后成為鹽酸，同樣不再進(jìn)入循環(huán)使用。第一代三氯氫硅法多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的回收和循環(huán)系統(tǒng)很小，因此總體投資不大，但原材料浪費(fèi)嚴(yán)重，生產(chǎn)成本高。年產(chǎn)超過(guò)百?lài)嵑髣t難以為繼。 　　熱氫化和冷氫化各有優(yōu)勢(shì)。熱氫化能耗較高，但整個(gè)反應(yīng)屬于氣相反應(yīng)，對(duì)設(shè)備沒(méi)有磨損，轉(zhuǎn)化的三氯氫硅純度高，生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制較為成熟。冷氫化的主要優(yōu)勢(shì)在于能耗低，營(yíng)運(yùn)成本低，但是硅粉加入難度較高，且固相加入反應(yīng)設(shè)備磨損很大，長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行較為困難，反應(yīng)物較為復(fù)雜且需催化劑，因此三氯氫硅的生產(chǎn)質(zhì)量受到影響。由于目前國(guó)內(nèi)多晶硅項(xiàng)目審批中單位生產(chǎn)能耗被放在十分重要的位臵，因此目前新上的多晶硅項(xiàng)目以冷氫化為主。 　　國(guó)內(nèi)多晶硅制造規(guī)模有極大的提升。2010年國(guó)內(nèi)多晶硅產(chǎn)量超過(guò)4萬(wàn)噸，較2009年有超過(guò)200%的增長(zhǎng)，全球占比超過(guò)了25%。其中龍頭企業(yè)保利協(xié)鑫年產(chǎn)量達(dá)到17600萬(wàn)噸，同比增幅139.5%。江西賽維2009年產(chǎn)量?jī)H225.1噸，2010年猛增至5052噸，位列國(guó)內(nèi)次席。亞洲硅業(yè)、宜昌南玻、四川永祥、成都天威、寧夏陽(yáng)光等均實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)。 　　國(guó)內(nèi)多晶硅技術(shù)引進(jìn)來(lái)源主要有俄羅斯、歐洲、美國(guó)。俄羅斯技術(shù)堪稱(chēng)國(guó)內(nèi)多晶硅制造工藝的引路人，至今仍發(fā)揮重要作用。歐洲技術(shù)引進(jìn)費(fèi)用大體昂貴但物有所值，美國(guó)技術(shù)良莠不齊。國(guó)內(nèi)企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)在消化海外技術(shù)的基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新，顯示了強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)能力。