
多晶硅生产工艺流程如下:
1、石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,其化学反应SiO_+C→Si+CO_↑。
2、为了满足高纯度的需要,必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中,生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCl_)。其化学反应Si+HCl→SiHCl_+H_↑,反应温度为300度,该反应是放热的。同时形成气态混合物(Н_,НСl,SiНСl_,SiCl_,Si)。
3、第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯,需要分解:过滤硅粉,冷凝SiНСl_,SiCl_,而气态Н_,НСl返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiНСl_,SiCl_,净化三氯氢硅(多级精馏)。
4、净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺,以高纯的SiHCl3在H_气氛中还原沉积而生成多晶硅。其化学反应SiHCl_+H_→Si+HCl

多晶硅生产工艺流程如下:1、石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,其化学反应SiO_+C→Si+CO_↑。2、为了满足高纯度的需要,必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中,生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCl_)。其化学反应Si+HCl→SiHCl_+H_↑,反应温度为300度,该反应是放热的。同时形成气态混合物(Н_,НСl,SiНСl_,SiCl_,Si)。3、第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯,需要分解:过滤硅粉,冷凝SiНСl_,SiCl_,而气态Н_,НСl返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiНСl_,SiCl_,净化三氯氢硅(多级精馏)。4、净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺,以高纯的SiHCl3在H_气氛中还原沉积而生成多晶硅。其化学反应SiHCl_+H_→Si+HCl。
多晶硅,是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
1、石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,其化学反应SiO₂+C→Si+CO₂↑。
2、为了满足高纯度的需要,必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中,生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCl₃)。其化学反应Si+HCl→SiHCl₃+H₂↑,反应温度为300度,该反应是放热的。同时形成气态混合物(Н₂,НСl,SiНСl₃,SiCl₄,Si)。
3、第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯,需要分解:过滤硅粉,冷凝SiНСl₃,SiCl₄,而气态Н₂,НСl返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiНСl₃,SiCl₄,净化三氯氢硅(多级精馏)。
4、净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺,以高纯的SiHCl3在H₂气氛中还原沉积而生成多晶硅。其化学反应SiHCl₃+H₂→Si+HCl。
多晶硅的反应容器为密封的,用电加热硅池硅棒(直径5-10毫米,长度1.5-2米,数量80根),在1050-1100度在棒上生长多晶硅,直径可达到150-200毫米。这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应,并生成多晶硅。
剩余部分同Н₂,НСl,SiНСl₃,SiCl₄从反应容器中分离。这些混合物进行低温分离,或再利用,或返回到整个反应中。气态混合物的分离是复杂的、耗能量大的,从某种程度上决定了多晶硅的成本和该工艺的竞争力
冶金法
选择纯度较好的工业硅进行水平区熔单向凝固成硅锭,去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分后,进行粗粉碎与清洗,在等离子体融解炉中去除硼杂质,再进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭,去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分,经粗粉碎与清洗后,在电子束融解炉中去除磷和碳杂质,直接生成太阳能级多晶硅。
流化床法
以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内高温高压下生成三氯氢硅,将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅,继而生成硅烷气。制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应,生成粒状多晶硅产品。
硅烷法
硅烷是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。
改良西门子法
西门子法是用氯和氢合成氯化氢,氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅,然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯,提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行反应生产高纯多晶硅。
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