多晶硅生产流程是什么_单晶硅与多晶硅的区别

　　多晶硅概要
　　多晶硅是单质硅的一种形状。熔融的单质硅在过冷条件下凝结时，硅原子以金刚石晶格形状排列成许多晶核，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。

　　多晶硅的技能特征
　　⑴多种出产工艺道路并存，工业化技能封闭、独占局面不会改动。因为各多晶硅出产工厂所用主辅原料不尽相同，因此出产工艺技能不同；从而对应的多晶硅产品技能经济目标、产品质量目标、用处、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技能特色和技能秘密，总的来说，世界上多晶硅出产首要的传统工艺有：改进西门子法、硅烷法和流化床法。其中改进西门子工艺出产的多晶硅的产能约占世界总产能的80%，短期内工业化技能独占封闭的局面不会改动。

　　⑵新一代低本钱多晶硅工艺技能研讨空前活跃。除了传统工艺（电子级和太阳能级兼容）及技能晋级外，还涌现出了几种专门出产太阳能级多晶硅的新工艺技能，首要有：改进西门子法的低价格工艺；冶金法从金属硅中提取高纯度硅；高纯度SiO2直接制取；熔融析出法（VLD：Vaper to liquid deposiTIon）；复原或热分化工艺；无氯工艺技能，Al－Si溶体低温制备太阳能级硅；熔盐电解法等。

　　多晶硅出产流程
　　（1）石英砂在电弧炉中锻炼提纯到98%并生成工业硅，其化学反响SiO2+C→Si+CO2↑

　　（2）为了满意高纯度的需求，有必要进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢（HCl）与之反响在一个流化床反响器中，生成拟溶解的三氯氢硅（SiHCl3）。其化学反响Si+HCl→SiHCl3+H2↑ 反响温度为300度，该反响是放热的。同时构成气态混合物（Н2，НС1，SiНС13，SiC14，Si）。

　　（3）第二步骤中发生的气态混合物还需求进一步提纯，需求分化：过滤硅粉，冷凝SiНС13，SiC14，而气态Н2，НС1返回到反响中或排放到大气中。然后分化冷凝物SiНС13，SiC14，净化三氯氢硅（多级精馏）。

　　（4）净化后的三氯氢硅选用高温复原工艺，以高纯的SiHCl3在H2气氛中复原堆积而生成多晶硅。其化学反响SiHCl3+H2→Si+HCl。

　　多晶硅的反响容器为密封的，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度在棒上成长多晶硅，直径可到达150-200毫米。这样大约三分之一的三氯氢硅发生反响，并生成多晶硅。剩下部分同Н2，НС1，SiНС13，SiC14从反响容器中别离。这些混合物进行低温别离，或再利用，或返回到整个反响中。气态混合物的别离是杂乱的、耗能量大的，从某种程度上决议了多晶硅的本钱和该工艺的竞争力。

　　单晶硅与多晶硅的区别
　　单晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝结时，硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则构成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则构成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异首要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面，多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯洁的物质了，一般的半导体器材要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高，硅的纯度有必要到达九个9。目前，人们现已能制作出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技能中不行缺少的根本资料。
　　多晶硅应用价值
　　在太阳能利用上，单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的效果。要使太阳能发电具有较大的商场，被广大的消费者接受，就有必要进步太阳电池的光电转换功率，降低出产本钱。从世界太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜资料（包含微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。多晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝结时，硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则构成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则构成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异首要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面，多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料

　　冶金级硅的提炼并不难。它的制备首要是在电弧炉中用碳复原石英砂而成。这样被复原出来的硅的纯度约98-99%，但半导体工业用硅还有必要进行高度提纯（电子级多晶硅纯度要求11N，太阳能电池级只要求6N）。而在提纯过程中，有一项“三氯氢硅复原法（西门子法）”的关键技能我国还没有掌握，因为没有这项技能，我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都经过氯气排放了，不只提炼本钱高，并且环境污染十分严峻。我国每年都从石英石中提取大量的工业硅，以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国，而这些国家把工业硅加工成高纯度的晶体硅资料，以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能企业。

　　得到高纯度的多晶硅后，还要在单晶炉中熔炼成单晶硅，今后切片后供集成电路制作等用。可以用于二极管级、整流器材级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的出产和深加工制作，其后续产品集成电路和半导体别离器材已广泛应用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要位置。

　　多晶硅职业走势概况及猜测
　　10月中旬国内多晶硅行情小幅上调。10月初国内企业出厂报价均价在132667元/吨左右，到本周末国内企业对外报价波动至132883元/吨左右，全体上涨了0.13%，当时价格同比上一年下降了24.63%。

　　行情分析光伏补助细则行将出台，多晶硅龙头企业纷繁复产，多晶硅价格得到提振，多晶硅职业开工率进一步回升，开工率恢复至40%左右。

　　国内多晶硅光伏商场观望情绪依然弥漫，受到国内各地方光伏发电补助与上网方针迟迟未落实的影响，下游硅料报价波动较小；太阳能产品实施增值税即征即退50%的方针的出台确实直接利好光伏下游企业，亦有机遇促进上游企业受惠。

　　从光伏全职业来看，近期新长脸伏商场需求空间不大，直接导致上游多晶硅环节供需仍难现大逆转景象，全年产需只能牵强维持平衡。多晶硅商场依然面临着产能过剩的局面。

　　后市猜测跟着光伏商场的逐渐回暖，多晶硅开工增多，商场供应量有所增加但是从下游光伏利好到上游还需求一段时间的缓冲，多晶硅后市或将上扬，预计短期内价格位置盘整仍会继续。1、发展壮大我国多晶硅工业的商场条件现已根本具备、机遇现已成熟，国家相关部分加大对多晶硅工业技能研发，科技立异、工艺完善、项目建设的支撑力度，捉住有利机遇发展壮大我国的多晶硅工业。

　　2、支撑最具条件的改进西门子法共性技能的实施，加速打破千吨级多晶硅工业化关键技能，构成从资料出产工艺、配备、自动控制、收回循环利用的多晶硅工业化出产线，资料功能接近世界同类产品目标；建成节能、低耗、环保、循环、经济的多晶硅资料出产体系，进步咱们多晶硅在世界上的竞争力。

　　3、依托高校以及研讨院所，加强新一代低本钱工艺技能基础性及前瞻性研讨，树立低本钱太阳能及多晶硅研讨开发的常识及技能立异体系，取得具有自主常识产权的出产工艺和技能。

　　4、政府主管部分加强宏观调控与职业管理，避免低水平项目的重复出资建设，确保工业的有序、可继续发展。

　　5、《多晶硅产能严峻过剩地方政府成首要推手》。2009年09月07日 07:07　来源：中央电视台《经济半小时》。

　　6、处理国内光伏发电的方针、技能瓶颈，进一步发动国内光伏终端商场、开发新式商场（例如让光伏发电象家电下乡相同走进家庭、走进布衣日子，经过援外的方法开发非洲太阳能商场）。

　　7、经过科技立异进步企业竞争力，进步质量、减低消耗，优化工业布局、危机期间推动重组、筛选落后产能、进步集中度。职业内重点扶持5~6家大而强的多晶硅企业。

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