多晶硅生产流程.pdf

多晶硅生产所需原料

多晶硅——生产的原料是三氯氢硅和氢气，按照一定的比例计入

还原炉内进行热分解和还原反应，产生多晶硅棒。

三氯氢硅——是用氯化氢和工业硅粉在合成炉内反应生成。

氯化氢——是用氢气和氯气在氯化氢合成炉内燃烧生成。

氯气——是氯化钠工业盐水通过通电反应生成。

氢气——即可以用氯化钠工业盐水通过通电反应生成，也可以用

水通电电解生产。

工业硅粉——是用石英矿与碳在通电的情况下还原反应生成工

业硅块，经粉碎变成工业硅粉。

目前国内提炼多晶硅耗电量基本在2万千瓦时/吨。

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多晶硅生产工艺

（1）改良西门子法——闭环式三氯氢硅（SiHCl）氢还原法

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改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢(或外购HCl)，氯化氢和工

业硅粉在一定得温度下合成SiHCl，然后对SiHCl进行分离精馏提

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纯，提纯后的SiHCl在氢还原炉内进行CDW反应生产高纯多晶硅。

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国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能

级多晶硅。

A。技术含义。西门子法是自50年代到现在生产多晶硅的主要

方法，此法的优点是工艺与设备比较简单，多晶硅的纯度与形态能满

足直拉和区熔单晶的要求，其缺点是直接还原率低（＜30％；生产的

副产品较多（有SiCl，HCl等）；还原温度高（1150℃）。国外日

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前生产使用的基本上都是改良西门子法。此项技术包括：还原炉尾气

的干法回收，氯化氢HCl和氢气H在流程中实现闭;四氯化硅

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（SiCl）氯氢化法的工业试验，多晶硅棒直径达150mm，长度超过

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1m的12对以上的还原炉的研究开发；进一步提高纯度的研究。

B。技术经济指标。1KG多晶硅消耗：硅粉≤2kg，氢气≤10m3；

还原炉电耗不大于≤150KWh/Kg；SiCl、HCl、H实现流程闭路；

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一级品率＞90％。

C.应用范围。该技术应用于多晶硅的生产。我国已用西门子法生

产30余年，在改良西门子法方面只作了SiCl和SiHCl的冷凝回收，

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SiCl氢化法半工业试验等。这些导致了我国多晶硅生产的原料消耗

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高、能耗高，环境污染严重、成本高，难以获得高质量产品。改良西

门子法为我国多晶硅生产提供技术基础。

（2）硅烷法——硅烷热分解法

硅烷法（SiCl）是以SiCl氢化法、硅合金分解法、氢化物还原

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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，以前只有日本小松掌握此技术，由

于发生过严重的爆炸事故后，没有继续扩大生产，但美国Asimi和

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SGS公司仍然采用硅烷气热分解法生产纯度较高的电子级多晶硅产

品。

（3）流化床法

以四氯化硅、氢气、氯化硅和工业硅为原料在流化床（沸腾床）

高