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文檔簡介
1、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,然后對三氯氫硅進行分離精餾提純,提純后的三氯氫硅在氫還原爐內進行CVD反應生產高純多晶硅。國內外現有的多晶硅廠絕大部分采用此法生產電子級與太陽能級多晶硅。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純度較高的棒狀多晶硅。以前只有日本小松掌握此技術,由于發(fā)生過嚴重的爆炸事故后,沒有繼續(xù)擴大生產。但美國Asimi和SGS公司仍采用硅烷氣熱分解生產純度較高的電子級多晶硅產品。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
2、床內高溫高壓下生成三氯氫硅,將三氯氫硅再進一步歧化加氫反應生成二氯二氫硅,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爐內進行連續(xù)熱分解反應,生成粒狀多晶硅產品。因為在流化床反應爐內參與反應的硅表面積大,生產效率高,電耗低與成本低,適用于大規(guī)模生產太陽能級多晶硅。唯一的缺點是安全性差,危險性大。其次是產品純度不高,但基本能滿足太陽能電池生產的使用。此法是美國聯合碳化合物公司早年研究的工藝技術。目前世界上只有美國MEMC公司采用此法生產粒狀多晶硅。此法比較適合生產價廉的太陽能級多晶硅。內蒙古神舟硅業(yè)項目采用的是改良西門子法生產工藝。這個項目的主要潔凈室集中在產品檢測部分,潔凈級別是
3、根據工藝設備要求決定的,另外還原環(huán)節(jié)涉及十萬級潔凈室。(此部分信息通過業(yè)主其中一人員得到,此人不透露更多信息)潔凈室使用在還原過程的環(huán)節(jié),這一環(huán)節(jié)有一道硅芯制備的工藝,在硅芯制備的工藝過程有潔凈要求,十萬級即可達到要求。(有的廠家無潔凈要求)在還原爐車間也是十萬級潔凈室即可達到生產要求,還原爐車間的潔凈室為防爆區(qū)域,有防爆要求。其他潔凈室即為普通的潔凈室即可。求為萬在產品整理,產品檢測過程,需要級就可達標,對潔凈室沒有特殊要求。特殊情況根據生產工及瀉爆要求改良西門子法多晶硅的生產主要分為五個環(huán)節(jié)一、氫氣的增壓、凈化1、氣體來源,一種是通過使用電解槽,自我制備氫氣使用。另一種是使用電化廠產生的氫
4、氣,這種方式應該是較好的方案,這樣可以節(jié)約費用,降低成本。但這種方式氣體壓力較低,需要增壓。2、氫氣提純,這是保證多晶硅純度的必要條件。需要氫氣的純度達到6N,即99.9999%。在此生產過程中,最關鍵的是保證達到防爆規(guī)范,廠房有好的通風效果。運輸氫氣的管道系統(tǒng)是建設的關鍵步驟,某個環(huán)節(jié)出現差錯,將有很大的安全隱患,氫氣的純度無法保證。二、SiHCl3提純這一步驟要考慮SiHCl3的原料來源,本廠生產,或者買進,但都需要通過不同物質的沸點和凝結點的不同來提純,一般分為粗餾和精餾。精餾后達到6N,即99.9999%。生產過程最佳溫度需要為31.8C,在這個溫度條件下,可以提高提純的精度和效率。三
5、、氫氣還原SiHCl3(西門子法)這是制備多晶硅的關鍵核心部分,即西門子法,化學式:SiHCl3+H2-Si+3HC1。最佳的生成溫度為1050C1150C。在這生產過程中,對生產環(huán)境要求較高,最好為恒溫恒濕的生產環(huán)境,有一定的潔凈度要求(十萬級)。對于進入生產間的工人需要更換潔凈的工作服,工作鞋,進入車間之前通過風淋室的風淋方可進入。四、尾氣回收、廢氣處理、廢液處理在這一生產環(huán)節(jié),需要絕對的生產安全,要求車間使用防爆電器,廠房通風良好,防爆及瀉爆的要求。五、冷凍系統(tǒng)在上述的四個步驟過程中,每一步水冷水土冷*氣還原SiHCl3卻,SiHCl3提純需要5C水的冷卻,于尾氣回收處理需要達到一70C的冷卻??梢哉f,冷凍系統(tǒng)是整個生產過程的重要的環(huán)節(jié),是每一步驟都不可缺少的系統(tǒng)
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