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摘要：文章主要是分析了国内外化学法多晶硅的生产工艺进展，在此基础上重点讲解了几种潜在工业应用的流化床法生产多晶硅工艺的特点，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：太阳能多晶硅；化学法；流化床反应器
1、前言
由于当前能源危机的不断加剧以及环境污染的愈发严重，太阳能作为可再生能源成为了目前人们共同关注的重点。多晶硅主要是应用在光伏材料中，其的材料生产技术长期主要是受到美、日等加的七个公司当中，使得市场目前处在一个垄断的情况。
2、国内外化学法多晶硅的生产工艺进展
2.1、国际生产状况
国际化学法生产的多晶硅具有以下显着特征：1.开发新的生产工艺技术，以实现甚至可以使用太阳能级多晶硅，从而可以满足太阳能光伏硅锂离子电池细分行业的需求；2.新生产工艺的方面反映在工厂的多晶硅生产中。在设备方面，用于多晶硅生产的管式反应器是一个非常复杂的多晶硅生产软件系统，可以提高生产能力并大大降低单位能耗。3.由床料床厌氧反应器（FBR）生产的颗粒状单晶硅片产品生产工艺技术开发的流化床反应器（FBR）将成为太阳能级多晶硅的首选生产工艺。二是开发了天然石墨管炉反应装置。它是一种新的工艺技术，可以增加多晶硅生产的能耗，实现连续的大规模生产和生产，并提高生产速度和效率。并增加了综合生产成本。4.将稀相床厌氧反应器（FBR）和石墨材料与管式炉管反应器结合，生产出小颗粒状的多晶硅原料，也可加工成硅烷，二氯乙硅烷或三氯硅烷。
2.2、国内化学法多晶硅的生产概况
中国太阳能发电设备产业的发展取得了较快的全面发展。工厂的整体生产规模一直在不断扩大，一直没有提高。总体竞争力不断提高，中国太阳能发电产业的快速发展吸引了来自现实世界的更多关注。但是，为了实现从数量到质量的转变，中国的太阳能电池行业仍在严峻挑战许多紧迫的问题：首先，原材料严重短缺。90%以上的主要硅材料完全从中国进口，市场价格过高，小企业的完成率严重不足；其次，国内光伏相关产业整体快速发展的驱动力是国内市场的快速发展，其中至少95%的产品将实现出口，同时光伏相关产业的快速持续发展和整个光伏市场的缓慢发展。第三，当前我国太阳能产业快速发展起步较晚，在设备、技术、优秀人才、核心技术、较强的自主思想和创新能力等方面的薄弱环节有待进一步增强。虽然我国可能出台的《可再生能源技术法》已经正式实施，但缺乏相关配套政策，实施过程落差仍然存在。五是光伏产业开发产品整体质量参差不齐，不利于核心产业快速发展的长远考虑；六是企业大多存在顺势而为的现象。当他们看到好的形势，就会开始哄骗，这更容易造成投资项目的温度过高，不利于健康科学在子行业的有序发展。此外，多晶硅材料和产品的各种生产技术长期受到先进国家的阻碍。市场一直处于垄断状态，不可能取得实质性进展。目前，国内多家多晶硅生产企业已采取传统的改进措施，扩大西门子核心技术的产量。中国将进一步加大对多晶硅核心产业各种技术研究与开发的支持力度，努力实现中国多晶硅产业的持续发展。
3、化学法多晶硅生产技术
3.1、改良西门子法
1955年，日本西门子公司成功完成了一种工艺技术的研发，该工艺利用其自身的可燃气体真正还原丙二酸二甲酯并将硅沉积在硅芯加热元件上。1957年，它逐渐开始工业生产。这通常称为西门子方法。在此基础上，通过增加和减少实际汽车尾气排放量来实施干法回收工艺系统和SiCl4加氢工艺技术，实现了闭环重复循环，逐步形成了改进的西门子方法-闭环循环SiHCl3氢真还原法。通过改进的西门子方法制备的多晶硅具有最高的纯度和良好的使用安全性。
泥沙速度为8-10μm/ 2min，一次转换多个通道的速度和效率为5%-20%。与硅烷法和床料床法相比，其积累速度和转化效率明显更高。淤积室中的温度为1100°C，仅次于SiCl4（1200°C），因此功耗也更高，为120kWh/kg（降低的功耗）。改进的西门子制造多晶硅的方法是一个能源密集型行业。费用约占总费用的70%。当还原SiHCl 3时，通常不产生脱硫剂，这不利于随后的连续操作。通过这种方法制备的多晶硅还具有较低的最终价格的独特优势，并且可以完全满足Cheklaussky和区域熔化的要求。因为这是迄今为止最成熟的多晶硅生产，没有个人投资风险。最简单的扩展过程。
3.2、硅烷法
1956年，英国标准电信验证实验室未能开发出一种通过热分解硅烷（SiH4）制备多晶硅的通用方法，通常称为硅烷法。1959年，日本石冢研究所未能进一步开发这几种方法。几年后，美国一家领先的碳素公司通过使用腮红的涂漆方法使用了制造SiH4的工艺，并整合了上述制造工艺并对其进行了进一步改进，该品牌诞生了一种用于生产硅烷的新型多晶硅方法。硅烷法使用氟硅酸钙，钠，铝和氢作为原料和辅助基础材料。借助于氢化，可以分解硅合成金属，如实地降低熔点，并且将硅氢化以制备SiH4。然后用气体纯化SiH4。进行模式4热分解成高纯度的棒状单晶硅晶片硅。硅烷方法类似于不断改进的西门子方法。改进的西门子方法的中间产品是SiHCl3；硅烷法的中间产物是SiH4。当异丁烯易爆炸时，硅烷法具有总成本高、安全性和稳定性差的致命缺点。此外，邹子华和几乎时间过程的效率都是0.3，这是非常低的。这过程需要反复的直接加热和自然冷却，这消耗了大量的能源。当SiH6分解成核时，更容易在气相中发生。因此，反应室产生的硅粉总损耗可达10%-20%，使得硅烷法的累积数据传输速率仅为硅烷法法的1/10（3-8μm/min）。
3.3、流化床法
流化床法是美国联合碳素公司早期开发的多晶硅制造工艺的核心技术。到目前为止，使用这种方法生产颗粒状二氧化钛的公司本身包括：挪威的REC，德国的Wacker，美国的HemLock（如MEMC）和挪威的REC（世界上唯一的一家）。经营太阳能电池业务的公司，它是全球最小的太阳能级多晶硅工厂制造商。该公司使用硅干馏煤气作为主要原料，并使用反混床进行响应。炉子的闭环往复过程会迅速分解粒状多晶硅，而且大多数不会形成副产品和废物。这项独特的技术专利使其在亚太地区（例如太阳能行业）中具有独特的核心地位。
4、结束语
由上可知，在世界能源危机以及环境污染愈发严重的当前，大力发展多晶硅是大势所趋。当前我国的化学法工艺技术和设备不断发展和改进，流化床是能有效降低到多晶硅以及单晶硅成本的基础，同时能有效确保到生产的安全稳定性。
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