多晶硅工艺线路比较

多晶硅工艺线路比较 1改良西门子法 改良西门子法是先用氯和氢合成氯化氢(或外购 氯化氢)，氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三 氯氢硅，再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CVD反应生成高纯多 晶硅。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。 2流化床法 流化床法是以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业 硅为原料在流化床内(沸腾床)高温高压下生成三氯 氢硅，将三氯氢硅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。由于在流化床反应炉内参与 反应的硅表面积大，生产效率高、电耗小、成本低， 适用于大规模生产太阳能级多晶硅。缺点是安全性 差、产品纯度不高，但基本能满足太阳电池生产的 使用。此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工 (接上页)并且具备其他采暖方式所不具备的全新风采 暖方式，可以有效地预防各种呼吸道疾病的传播，真 正起到健康呼吸每一口空气的效果，为人们的身体 健康和居家舒适提供有力的保障。 3可移动式太阳能干燥机 可 移 动 式 太 阳 能 干 燥机(图 1 3) 能 广 泛 应 用 于农产品和 食 品 干 燥 领 域。这种可移 动 式 的 小 型 设备，具有微 图1 3可移动式太阳能干燥机 能耗、低成本、高性能的特点，适宜于通过空气加热 干燥的农产品和食品，特别适宜种子干燥保存、水产 品、蘑菇、肉制品、蔬菜瓜果类及宠物食品等高附加 值的产品加工。 ■ 屈平 白木 周洁 艺技术，较适合生产价廉的太阳能级多晶硅，目前 世界上只有美国MEMC公司采用此法生产粒状多 晶硅。 3冶金法 日本川崎制铁公司采用冶金法制得的多晶硅已 在世界上最大的太阳电池厂(SHARP公司)应用，现 已形成 800吨／年的生产能力，全量供给 SHARP公 司。冶金法的主要工艺是选择纯度好的工业硅(即冶 金硅)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碳杂质，直接生成 太阳能级多晶硅。 4气液沉积法 气液沉积法以日本 Tokuyama公司为代表，目 前1 0吨试验线正在运行，200吨半商业化规 (转21页) 六 其他应用 目前市场上的商用干燥设备主要以燃油、燃气、 木料或蒸汽作为热源。这些热源往往将空气加热至 一 个过高的温度，实际上效率却比较低，很多热量都 白白损失掉了。有些干燥设备甚至需要将加热后的 空气再调整到60~C以下以适应干燥工艺要求，这时 太阳墙干燥技术就会显示出巨大的优势，可以将浪 费的热量降至最低，同时提高整个干燥设备的效率。 太阳墙技术也可在农村地区的建筑采暖通风领 域大显身手，太阳墙农用房既能在冬季供暖又能提 供干燥加工能力。太阳墙系统还可用于畜禽圈舍的 采暖通风。太阳墙在农村大棚中通过土层蓄热系统， 可将白天多余的太阳能蓄积到夜间使用，大幅度降 低采暖成本。 太阳墙技术还能和沼气技术结合起来，太阳墙 通过对沼气池进行加热，可提高沼气的产气效率， 同时太阳墙对沼渣进行干燥加工，可生产高效优质 的有机肥。衄 ． ． ． ～ 一 ～ 一 l ⋯ 一～ ～ 一 一～ SoLAR ENER6g 7／2008 大，木材干燥过程受气候条件的影响大，很难实现预 定的干燥工艺。(2)太阳能一热泵联合干燥时，干燥室 内温度和相对湿度变化较平稳，基本能按 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 的工 艺运行。木材含水率降低的速度比单独使用太阳能 干燥快。(3)太阳能一热泵联合干燥木材的周期明显比 单独使用太阳能干燥的周期短，提高了生产效率。 90 80 70 60 呈50 蓬40 ≥ 30 20 10 0 1 2 3 4 b 6 ／ 8 g 10 11 1 2 1 3 日期 ／日 阴 阴 阴 雨 多 多 多 晴 阴 晴 晴 晴 晴 问 间 问 转 云 云 云 间 间 间 间 问 间 多 多 多 多 转 转 转 多 多 多 多 多 多 云 云 云 云 晴 晴 晴 云 云 云 云 云 云 图8 太阳能一热泵联合干燥曲线 (接26页)模生产线于在2005～2006年投入试运行。气 液沉积法的主要工艺是将反应器中的石墨管的温度 升高到 1500~C，流体三氯氢硅和氢气从石墨管的上 部注入，在石墨管内壁1 500~C高温处反应生成液体 状硅，再滴入底部，温度回升变成固体粒状的太阳 能级多晶硅。 5重掺硅废料提纯法 美国通过对重掺单晶硅生产过程中产生的硅废 料提纯后，可以用作太阳电池生产用的多晶硅，最 终成本价有望控制在20美元／kg以下。 6硅烷法 硅烷(SiH )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，再 SOLAR ENERGY 麴鲤 垦 圜匦 3联合干燥的经济分析 我国木材干燥以蒸汽干燥为主，故联合干燥的 经济分析采取与常规蒸汽干燥对比。 由于两种干燥方式的用能形式不同，为便于比 较，折算为干燥 lm 材的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 煤耗。 (1)联合干燥的能耗 太阳能一热泵除湿干燥机联合干燥木材生产试 验的平均能耗为105 kWh／m。材(资料取自北京林业大 学木材干燥实验室)，计算时取 110kWh／m。材。根据 国家近年来公布的发电煤耗，lkWh标准煤耗为400g， 则联合干燥的平均能耗为 1 1 0 x 4O0／1O00=44kg标 准煤／m。材。 (2)蒸汽干燥能耗 常规蒸汽干燥能耗取北京某木材厂近年来木 材干燥生产的统计平均值(以干燥樟子松为主)， 干燥 1m。材平均耗电为 45 kWh／m 材，平均耗蒸 汽为0．9 t／m 材，取锅炉及输气管网的总效率为60％。 根据锅炉煤耗的计算公式。产生1吨蒸汽的标准煤耗 为 150kg，则采用常规蒸汽干燥 lm。材的总能耗为： (0．9 x 15O)+(‘45 X 4OO)÷1000=153 标准煤／m3材 (3)联合干燥的节能率 根据联合干燥与蒸汽干燥的能耗，得到联合干 燥的节能率为： (153— 441÷ 153=71．2％ 根据成本核算，联合干燥的成本在电价不太高 (低于1．0元／kWh)的地区(或供电时段)低于蒸汽干燥 成本。旺珥 将制得的硅烷气提纯后在热分解炉内生产纯度较高 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。 美国Asimi和SGS公司仍采用硅烷气热分解生产纯 度较高的电子级多晶硅产品。 7物理法 河南迅天宇科技有限公司的项目采用中科院上 海技术物理研究院自主研发的物理法提纯技术。 2007年 7月27 ft，上海技术物理研究院宣布用物 理提纯法生产出了99．9999％以上纯度的太阳能电 池硅产品，电耗和水耗分别只有 “西门子化学法” 的 1／3和 1／10。匪妇 一 一 一 一 一 一 一 ～ 一 一 一 SOLAR ENERGY 7／2008 ∞ ∞ 加 ∞ ∞ ∞ ∞ 加 O ，1 ＼＆ r 晴 晴问多云 侣 晴— 多 晴问多 多云转晴 日 多 ／ 期 9 日 阴 0 晴问多 云 晴有风 6 晴 晴 晴问多云