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太阳能级多晶硅技巧分为化学法与物理法两大类。化学法的多晶硅制程泛指硅在纯化进程中,须要转换成硅化合物的中心(jiān)产物,再应用裂解或氧化还原反映,将硅化合物转成高纯度的多晶硅原料。 物理法制程又称为冶金法,是将冶金级硅在不转变硅的实质状态下,将杂质应用物理或化学法移除,固然仍是有化学反映介入(yù),但其反映对象是针对硼、磷等杂质,硅并未转变其化性,以物理法纯化的纯度有其极限,因为本钱低廉,被视为是代替高纯度多晶硅的明日之星。 化学法制程可产出纯度较高的多晶硅,但因为中心牵扯到很多副产物的把持与处置,技巧难度较高,按照分歧技巧起源,本钱各别,一般来说本钱比物理法制程高。大部门化学法都需应用冶金级硅(metallurgical grade silicon;MG)来看成硅化合物的原料,少数是直接应用二氧化硅来制备硅化合物。 化学法中,西门子法(Siemens process)广为早期出产半导体级多晶硅的业者所采取,此法技巧成熟但本钱较高。除西门子法外,另有ASiMi法、流体床反映法与管状沉积法等。 ASiMi法是Advanced Silicon Material (ASiMi)公司所研发,系应用硅沼气(CH4)(silane/ SiH4)为原料的高纯度多晶硅制程技巧。2005年ASiMi公布退出多晶硅市场,大部门股权由挪威(Norway)REC (Renewable Energy Corp)收购,是以此项技巧今朝仍由REC在进行出产。 流体床反映法与ASiMi法同样以硅甲烷为原料,这种方式的反映温度较低,可削减近30%的耗电量,且因硅晶种反映面积较大,反映炉内气流速度快,可解决ASiMi法沉积速度慢的题目。流体床反映可为持续式的出产,也是流体床反映炉优于钟罩形西门子反映炉的原因。 管状沉积法是Joint Solar Silicon GmbH (JSSI)应用的多太阳能级多晶硅制程技术探讨晶硅出产技巧,所应用的原料与道理和流体床反映法雷同,皆为硅甲烷与氢气加热分化后发生的多晶硅。JSSI传播鼓吹此法所耗费的电量为传统西门子法的10分之1,转换率可达95~98%,今朝已有量产记载。 物理法制程的冶金法太阳能多晶硅,于2008年开端被少量产出。冶金法纯化太阳能级硅的技巧同时还须要杂质较低的冶金级硅为原料,然后颠末几道法式才干完成。 别的,亦有业者投入其它制程的量产技巧,仍在研发阶段,例如钠还原法与热碳还原法的纯化技巧不需颠末冶金级硅的道路,其原料如氟硅酸钠为肥料的副产物,而硅酸钠可直接从二氧化硅的化学反映道路而得。 整体而言,今朝胜利量产的技巧仍是以西门子法、流体床反映法、管状沈积法与ASiMi法为主,冶金法太阳能级多晶硅在2008年已经有少量量产,但因为质量仍然不稳固,全部技巧仍是有改良空间,但也正式被列为太阳能料源的选项之一。其它方式在近年则都有厂商传播鼓吹要投入相干技巧的量产工作(zuò),在还没有质量稳固的量产记载前,要投入相干技巧投资或大范围应用产物都须要严厉评估。 |