1.多晶硅生产的工艺流程可以简单概括为:
硅矿石经过冶炼后变为高纯度的金属硅,在高温高压环境下再生长成多晶硅晶体。
因此,多晶硅的生产需要经过多个步骤,包括原料准备、冶炼、炉内操作、净化、晶体生长等。
2.具体来说,多晶硅的生产流程包括:
硅矿石选矿、炼硅、制备多晶硅炉内操作、水冷蒸发器净化、晶体生长、切片、清洗等步骤。
其中,炼硅是多晶硅生产的关键步骤之一,通过纯氧在高温下冶炼硅矿石,制得高纯度的金属硅;制备多晶硅炉内操作是用高纯度金属硅、石英坩埚、电子级氧气在特定条件下进行高温加热、熔化、凝固而形成的多晶硅方坯。
1.原料处理:
将硅矿石经过破碎、研磨等处理,得到适合冶炼的硅矿石粉末。
2.冶炼:
将硅矿石粉末与冶金硅等原料按比例混合,放入电炉或炉砂炉中进行冶炼。
通过高温下的化学反应,将硅矿石还原为纯度较高的冶金硅。
3.碳化:
将冶金硅与一定比例的石墨粉末混合,放入碳化炉中进行碳化反应。
在高温下,碳化硅与残余的金属杂质发生反应,形成硅碳合金。
4.熔炼:
将硅碳合金与陶瓷碳化炉放入电炉中进行熔炼过程。
通过高温下的熔化,将硅碳合金转化为液态多晶硅。
5.结晶:
将熔融的多晶硅液体缓慢冷却,使其结晶生成多晶硅固体。
6.切片:
使用特殊设备,将多晶硅块切割成薄片,即硅片,用于集成电路、太阳能电池等领域。
与以上工艺流程相关的设备包括破碎机、研磨机、电炉、炉砂炉、碳化炉、陶瓷碳化炉、切片机等,不同厂家和工艺流程可能会有所不同。
每个环节的设备都有其特定的功能和工作原理,用于实现多晶硅生产过程中的不同步骤。
太阳能多晶硅生产过程如下:
多晶硅主要原材料是石英砂(SiO2),焦炭、无水HCL和氢气。
先在电弧炉中把石英砂与焦炭加热,用炭置换出石英砂中的Si,生成CO2气体。
这提炼出的硅叫工业硅,纯度在98%以上。
然后将工业硅与无水HCL放在一个流化床反应器中,加热到300度左右,生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCL3)、四氯化硅、氯化氢、氢气和硅的混合物气体。
然后将三氯氢硅经过多级精馏后,采用高温还原工艺,在反应炉中通入氢气,将硅还原出来,就生成光伏用多晶硅
不能。
有机硅通过金属硅(也就是单质硅)反应成有机硅,多晶硅通过有机硅反应成单质硅。
多晶硅和有机硅区别:
特点不同。
多晶硅:
高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,几乎能与任何材料作用。
有机硅独特的结构,兼备了无机材料与有机材料的性能,具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、难燃、水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性
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。
多晶硅,是单质硅的一种形态。
熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,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。
是指一种用于提纯多晶硅的重要工艺。
多晶硅是一种广泛应用于光电子、电子、太阳能等领域的材料,其纯度对其性能和应用起着关键作用。