课程设计---多晶硅的生产工艺

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1、 课程设计说明书课程设计说明书 设计题目设计题目：太阳太阳电池用多晶硅的电池用多晶硅的生产生产 工艺设计工艺设计 2012 年 6 月 20 日 摘要：摘要： 本文首先介绍了制造高纯硅的各种工艺流程，工艺特点，主要讲述了 改良西门子法以及需要的设备核心结构及参数，并对其他方法进行了 简单优缺点介绍。接下来讲述了铸造多晶硅的生产过程，以及对需要 控制的条件做了一些说明。 关键词关键词：多晶硅；工艺流程；三氯氢硅法；热交换； 太阳能光伏产业发展至今已有几十年的历史, 晶体硅太阳电池始终是商品 化太阳电池的主流, 约占据整个太阳电池市场的 90% , 国际市场上 98% 以上 的光伏电池都是利用高纯

2、多晶硅制备的。 近年来 , 我国集成电路及太阳能电池产业的发展 , 大大带动了多晶硅材料 市场需求发展. 2006 -2010 年集成 电路 (IC )用多晶硅市场需求量年均增长 41 .9% , 太阳能电池产量则以年均 157 % 的速度高速增长,6 年内太阳能电池产 量及对多晶硅的需求量扩大了 110 多倍.随着国内在建项目陆续投产 ,2007 年 我国多晶硅产量已达 1000t.不过由于近两年经济危机的影响， 就国内除个别企业 坚持低负荷开车外，三氯氢硅行业近九成企业停产或检修，市场低迷行情持续。 国内三氯氢硅主流报价在每吨 45005000 元。三氯氢硅价格已低于成本线1。 2012

3、年以来，新兴的美国光伏市场因“双反”对中国光伏企业关上了大门。 亚洲及其他国家光伏市场虽发展迅速， 但总量和规模均不足以支撑和消化快速扩 张的光伏产能。据统计，2012 年，全球光伏电池和多晶硅需求量仅为 215 亿瓦 特、17.88 万吨，而全球产能却达到 660 亿瓦特和 29.5 万吨2。 1. 高纯多晶硅的制备高纯多晶硅的制备 目前，化学提纯制备高纯硅的方法很多， SiHCl3氢还原法，新硅烷法等，其 中 SiHCl3氢还原法具有产量大，质量高，成本低的优点，是目前国内外制取高纯 硅的主要方法。硅烷法可有效地除去杂质，无腐蚀性，分解温度低，但是存在安 全方面的问题，有待很好地解决。本文

4、设计第一种方法进行提纯硅，并对新硅烷 法进行简单介绍。 1.1.1 1 新新硅烷法简介硅烷法简介 所谓新硅烷法就是在硅烷法的基础上进行改进而打得到的。 新硅烷法是美国 UCC 公司首先开发的硅烷生产新工艺 ,该工艺克服了传统硅烷法的缺点 ,不需 用较昂贵的硅镁合金 ,而是以 SiCl4为原料 ,且体系呈闭路循环系统 ,几乎无副 产物排出.新硅烷法工艺 : 主要化学反应 : 1.11.1.1.1 优缺点分析：优缺点分析： 1）缺点：硅烷是易燃易爆气体，不易保存，其分解设备较复杂，存在一系列安 全问题。 2）优点：硅烷热分解温度较低，耗电少，硅烷容易提纯，产品纯度高，硅烷中 硅质量分数较高，原料消耗低等3。 1.2 改良西门子法的三氯氢硅制备工艺改良西门子法的三氯氢硅制备工艺 1955年，西门子公司成功开发了利用H 2还原SiHCl3在硅芯发热体上沉积硅的 工艺技术，并于1957年开始了工业规模的生产，这就是通常所说的西门子法。在 西门子法工艺的基础上，通过增加还原尾气干法回收系统、SiCl4氢化工艺，实现 了闭路循环，于是形成了改良西门子法