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背黑鍋的多晶硅產(chǎn)業(yè):誰為你哭泣?

  然而,進(jìn)過多年改良,西門子法和最初的生產(chǎn)方式已經(jīng)有了很大的改變。從開環(huán)到閉環(huán),多晶硅的制造完成了閉路循環(huán)的演變。這種改進(jìn)后的方法,就叫做改良西門子法。

  改良西門子法一直是多晶硅生產(chǎn)最主要的工藝方法,全世界一度有超過85%的多晶硅是采用改良西門子法生產(chǎn)的。過去很長一段時間改良西門子法主要用來生產(chǎn)半導(dǎo)體行業(yè)電子級多晶硅(純度在99.9999999%~99.999999999%,即9N~11N的多晶硅);光伏市場興起之后,太陽能級多晶硅(對純度的要求低于電子級)的產(chǎn)量迅速上升并大大超過了電子級多晶硅,改良西門法也成為太陽能級多晶硅最主要的生產(chǎn)方法。

  硅烷法

  要聊硅烷法,就不得不聊到挪威的REC公司(RenewableEnergyCorporation)。REC是全球最重要的高純硅烷供應(yīng)商,一度占據(jù)全球電子級硅烷市場80%的份額,對采用硅烷法生產(chǎn)多晶硅有很強(qiáng)的動力。

  和保利協(xié)鑫專注于多晶硅生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)鏈條相對單一不同,傳統(tǒng)多晶硅大廠多為電子材料綜合供應(yīng)商,如德國Wacker的產(chǎn)品涉及多晶硅、有機(jī)硅、聚醋酸乙烯、白炭黑等,而挪威REC、美國MEMC($休斯電子材料(WFR)$)則是全球電子級硅烷的重要供應(yīng)商。

  硅烷法制造多晶硅也是一種化學(xué)方法,核心工藝是利用高純度硅烷在反應(yīng)器中熱分解為高純度硅。硅烷法可以分為兩類,較早出現(xiàn)的是硅烷西門子法(SilaneSiemens),即用硅烷(SiH4)而非TCS作為CVD還原爐的原料,通過硅烷(包括副產(chǎn)品SiH2Cl2,下文簡稱DCS)的熱分解和氣相沉積來生產(chǎn)高純度多晶硅棒料,REC旗下的RECSilicon公司(位于美國,包括原Asimi和SGS)采用過此方法生產(chǎn)電子級多晶硅;不過,REC近期的多晶硅擴(kuò)建項目采用了另一種硅烷法——硅烷流化床法(SilaneFBR),將硅烷(UCC法制成的硅烷可以包含副產(chǎn)品DCS)通入加有小顆粒硅粉的流化床(FBR)反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行連續(xù)熱分解反應(yīng),生成粒狀多晶硅。

  英利綠色能源的多晶硅項目就是計劃采用這種生產(chǎn)方法。

  冶金法

  有別于改良西門子法和硅烷法的化學(xué)方法,冶金法是利用物理方法生產(chǎn)太陽能級多晶硅,其典型工藝是將純度好的冶金硅進(jìn)行水平區(qū)熔單向凝固成硅錠,去除硅錠的外表部分和金屬雜質(zhì)聚集的部分后,將硅錠粗粉碎并清洗,并在等離子體熔解爐中去除硼雜質(zhì),然后二次區(qū)熔單向凝固成硅錠,再次除去外表部分和金屬雜質(zhì)聚集的部分然后粗粉碎和清洗,最后在電子束熔解爐中除去磷和碳雜質(zhì)直接生成太陽能級多晶硅。

  當(dāng)然,以上三相只是比較主流的多晶硅制備方法。流化床法等也在小量被應(yīng)用。

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