多晶硅怎么提練

【專家解說(shuō)】：　　目前國(guó)際上多晶硅生產(chǎn)主要的傳統(tǒng)工藝有：改良西門子法、硅烷法和流化床法。新一代低成本多晶硅工藝技術(shù)研究空前活躍。除了傳統(tǒng)工藝及技術(shù)升級(jí)外，還涌現(xiàn)出了幾種專門生產(chǎn)太陽(yáng)能級(jí)多晶硅的新工藝技術(shù)，主要有：改良西門子法的低價(jià)格工藝；冶金法從金屬硅中提取高純度硅；高純度SiO2直接制??；熔融析出法；還原或熱分解工藝；無(wú)氯工藝技術(shù)，Al－Si溶體低溫制備太陽(yáng)能級(jí)硅；熔鹽電解法等。 　　多晶硅生產(chǎn)工藝： 　　1 杜邦法 　　2 貝爾法 　　3 西門子法 　　4 U.C.C法 硅烷法 　　5 其他 　　西門子法：氯化SI+HCL---SIHCL3+SICL4 　　還原SIHCL3+H2---SI+HCL 　　氫化SICL4+H2---SIHCL3+HCL20 　　國(guó)內(nèi)外多晶硅生產(chǎn)的主要工藝技術(shù) 　　1，改良西門子法——閉環(huán)式三氯氫硅氫還原法 　　改良西門子法是用氯和氫合成氯化氫，氯化氫和工業(yè)硅粉在一定的溫度下合成三氯氫硅，然后對(duì)三氯氫硅進(jìn)行分離精餾提純，提純后的三氯氫硅在氫還原爐內(nèi)進(jìn)行CVD反應(yīng)生產(chǎn)高純多晶硅。 　　國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的多晶硅廠絕大部分采用此法生產(chǎn)電子級(jí)與太陽(yáng)能級(jí)多晶硅。 　　2，硅烷法——硅烷熱分解法 　　硅烷是以四氯化硅氫化法、硅合金分解法、氫化物還原法、硅的直接氫化法等方法制取。然后將制得的硅烷氣提純后在熱分解爐生產(chǎn)純度較高的棒狀多晶硅。以前只有日本小松掌握此技術(shù)，由于發(fā)生過嚴(yán)重的爆炸事故后，沒有繼續(xù)擴(kuò)大生產(chǎn)。但美國(guó)Asimi和SGS公司仍采用硅烷氣熱分解生產(chǎn)純度較高的電子級(jí)多晶硅產(chǎn)品。 　　3，流化床法 　　以四氯化硅、氫氣、氯化氫和工業(yè)硅為原料在流化床內(nèi)高溫高壓下生成三氯氫硅，將三氯氫硅再進(jìn)一步歧化加氫反應(yīng)生成二氯二氫硅，繼而生成硅烷氣。 　　制得的硅烷氣通入加有小顆粒硅粉的流化床反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行連續(xù)熱分解反應(yīng)，生成粒狀多晶硅產(chǎn)品。因?yàn)樵诹骰卜磻?yīng)爐內(nèi)參與反應(yīng)的硅表面積大，生產(chǎn)效率高，電耗低與成本低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)太陽(yáng)能級(jí)多晶硅。唯一的缺點(diǎn)是安全性差，危險(xiǎn)性大。其次是產(chǎn)品純度 　　不高，但基本能滿足太陽(yáng)能電池生產(chǎn)的使用。 　　此法是美國(guó)聯(lián)合碳化合物公司早年研究的工藝技術(shù)。目前世界上只有美國(guó)MEMC公司采用此法生產(chǎn)粒狀多晶硅。此法比較適合生產(chǎn)價(jià)廉的太陽(yáng)能級(jí)多晶硅。 　　4，太陽(yáng)能級(jí)多晶硅新工藝技術(shù) 　　除了上述改良西門子法、硅烷熱分解法、流化床反應(yīng)爐法三種方法生產(chǎn)電子級(jí)與太陽(yáng)能級(jí)多晶硅以外，還涌現(xiàn)出幾種專門生產(chǎn)太陽(yáng)能級(jí)多晶硅新工藝技術(shù)。 　　1）冶金法生產(chǎn)太陽(yáng)能級(jí)多晶硅 　　據(jù)資料報(bào)導(dǎo)日本川崎制鐵公司采用冶金法制得的多晶硅已在世界上最大的太陽(yáng)能電池廠應(yīng)用，現(xiàn)已形成800噸/年的生產(chǎn)能力，全量供給SHARP公司。 　　主要工藝是：選擇純度較好的工業(yè)硅進(jìn)行水平區(qū)熔單向凝固成硅錠，去除硅錠中金屬雜質(zhì)聚集的部分和外表部分后，進(jìn)行粗粉碎與清洗，在等離子體融解爐中去除硼雜質(zhì)，再進(jìn)行第二次水平區(qū)熔單向凝固成硅錠，去除第二次區(qū)熔硅錠中金屬雜質(zhì)聚集的部分和外表部分，經(jīng)粗粉碎與清洗后，在電子束融解爐中去除磷和碳雜質(zhì)，直接生成太陽(yáng)能級(jí)多晶硅。 　　2）氣液沉積法生產(chǎn)粒狀太陽(yáng)能級(jí)多晶硅 　　據(jù)資料報(bào)導(dǎo)以日本Tokuyama公司為代表，目前10噸試驗(yàn)線在運(yùn)行，200噸半商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)線在2005-2006年間投入試運(yùn)行。 　　主要工藝是：將反應(yīng)器中的石墨管的溫度升高到1500℃，流體 　　三氯氫硅和氫氣從石墨管的上部注入，在石墨管內(nèi)壁1500℃高溫處反應(yīng)生成液體狀硅，然后滴入底部，溫度回升變成固體粒狀的太陽(yáng)能級(jí)多晶硅。 　　3）重?fù)焦鑿U料提純法生產(chǎn)太陽(yáng)能級(jí)多晶硅 　　據(jù)美國(guó)Crystal Systems資料報(bào)導(dǎo)，美國(guó)通過對(duì)重?fù)絾尉Ч枭a(chǎn)過程中產(chǎn)生的硅廢料提純后，可以用作太陽(yáng)能電池生產(chǎn)用的多晶硅，最終成本價(jià)可望控制在20美元/Kg