催化裂解法处理多晶硅行业中的氯硅烷高沸物

使用有机胺类催化剂催化裂解多晶硅生产过程中副产的氯硅烷高沸物,考察了反应温度以及催化剂种类对高沸物催化裂解反应的影响并对反应机理进行了分析。结果表明,以N,N-二甲基苯胺为催化剂,反应温度130~135℃,反应时间1.5 h,催化剂用量8%时,单硅烷产物的收率可达79.99%。

多晶硅装置尾气回收工艺研究进展

综述了改良西门子法多晶硅制备工艺及尾气回收研究现状,从回收率、回收效果及能耗等方面阐述了湿法回收、膜分离回收和干法回收3种尾气回收工艺。重点概述了多晶硅尾气干法回收工艺各个单元的研究进展,并根据现状总结了未来的研究方向。

碳中和背景下我国多晶硅产业现状及发展趋势

在碳中和、碳达峰的重大时代背景下,加速能源结构转型、改变当前能源结构已成共识。本文简述了目前多晶硅主要的生产工艺流程,从多方面对比了各工艺的优缺点,详述了改良西门子法与硅烷流化床法工艺的发展趋势,指出硅烷流化床法仍有巨大改进空间,有望给我国多晶硅行业带来崭新局面。多晶硅产业逐渐向我国转移,我国市场占有率不断提升,推动双碳目标的实现也更加离不开多晶硅产业的发展。

多晶硅企业事故大气环境次生污染物影响分析

本文以某企业三氯氢硅储罐泄漏、燃烧引发次生污染物氯化氢气体在大气环境中扩散的风险事故情形为例,利用AFTOX模型进行大气环境风险的分析、预测,为此类风险事故的防范、应急与减缓措施提供了建议。

多晶硅安全生产风险分析和事故预防

随着光伏产业的迅猛发展,主要生产原料多晶硅的需求增长迅速。国内多晶硅生产以三氯氢硅西门子法为主,硅烷流化床法为辅。介绍了多晶硅行业的发展概况和安全形势,以三氯氢硅西门子法为例分析了多晶硅生产过程的危险性,对行业近年来发生的安全生产事故进行了分析,剖析事故形成的原因,提出预防事故发生的措施和建议。

电子级多晶硅制备过程中的质量影响因素研究

电子级多晶硅是电子信息产业重要的基础材料,被广泛应用于集成电路、光伏电池、太阳能电池等领域。电子级多晶硅质量的高低直接影响到下游产品的性能和可靠性。因此,深入分析电子级多晶硅制备过程中的质量影响因素,对于提高产品质量和加快我国电子信息产业发展具有重要意义。基于此,本文首先概述了电子级多晶硅的发展与现状,并重点分析了影响电子级多晶硅质量的关键因素,以期为电子级多晶硅生产过程的控制和改进提供参考。

气相色谱与质谱联用在多晶硅生产上的应用进展

多晶硅是推动国家战略能源结构和新能源产业改革,发展太阳能光伏行业的重要原材料。气相色谱技术以其卓越的分离能力和准确的测量结果,在化学分析领域发挥着至关重要的作用。研究综述了气相色谱技术及气质联用技术在多晶硅分析方面的应用进展,介绍了气相色谱的分离机理,并结合具体应用实例对气相色谱及质谱联用技术在多晶硅生产中所涉及方面的应用进行了详细阐述。

基于超声冲击处理的多晶硅还原炉316L不锈钢焊缝消应力研究

电子级多晶硅生产设备有超洁净要求,使得超声冲击处理(Ultrasonic impact treatment,UIT)方法不适应于该类设备的消应力,因为处理导致的表面深坑、毛刺等缺陷可能挂污、藏水,降低产品纯度。鉴于此,研究UIT后打磨去除表面缺陷对引入的残余压应力的影响。结果表明,UIT能够有效将焊缝残余拉应力转变为压应力,高强度UIT和高覆盖率UIT在引入压应力上可达相近效果,打磨去除表面缺陷对残余压应力的影响不大。

国内外电子级多晶硅技术发展现状及未来展望

本文主要分析阐述了多晶硅的不同生产工艺及其优缺点。目前生产电子级多晶硅的主要方法是改良西门子法,该方法在生产过程中能耗较大,污染多,大规模量产比较困难;另外,其它两种工艺是硅烷法和氯硅烷还原法,目前仅适用于太阳能级多晶硅制备,未来是否可以满足电子级多晶硅制备要求有待研究;应该看到,分析表明:若氯硅烷还原法可以制备出电子级多晶硅,那么氯硅烷还原法与改良西门子法相结合后的工艺不失为新一代生产电子级多晶硅的好方法。

一种多晶硅球阀技术改进方案

多晶硅专用球阀是多晶硅生产系统中的核心装备,具有截断到导通作用。由于其所处工况极其恶劣,使用寿命一般在三个月到半年,阀门密封失效极快。收集大量素材和用户反馈,通过不断优化密封面成型工艺、开发气固相分离技术、改善垫片密封形式、简化阀杆受力结构、转移漏点等五大措施,系统性地解决了阀门内漏和外漏的问题。开发的多晶硅硬密封球阀完全实现了国产化,产品价格约为进口产品的76%,供货周期从进口的半年下降至2~3个月,产品使用寿命从6个月提高到两年以上,实现了以国代进,性能领先进口同类产品。

定向凝固进程与相变界面预测模型的解析研究与实验——以太阳能级多晶硅为例

在封闭的定向凝固过程中,监控和预测凝固进程和相变界面形态是业内的难点。文章采用解析法对太阳能级多晶硅定向凝固过程进行求解,获得一种高精度凝固进程数学模型,由易于测得的散热温度和凝固时间推算凝固高度、瞬时凝固速率和熔体温度分布;通过求解Poisson(泊松)方程,建立三维的相变界面模型,揭示了熔体侧壁热流密度q值是影响界面形态的关键因素,为凝固工艺过程控制提供定量分析依据。以Si3303工业硅为原料,采用YITIPV型真空铸锭炉进行大尺寸(0.90 m×0.90 m×0.35 m)铸锭实验。对于几何对称的相变界面,凝固进程数学模型与实验曲线的最大偏差为4.43%;而对于不规则的相变界面,最大偏差为8.68%,根据实验结果修正了凝固进程模型。通过检测杂质含量、电阻率和少数载流子寿命等参数,并比较4种铸锭的典型相变界面形态,验证了三维相变界面模型的预测准确性和可靠性。该模型可以为多晶硅提纯、其他金属、非金属的精密铸造和晶体生长工艺控制提供参考。

三层液精炼法提纯多晶硅的研究

在高温下利用密度差别,以熔硅、熔渣和熔铁(或铜)构建Si/Slag/Me三层液体系。冶金硅中的B和P杂质扩散到熔渣和底层金属中,达到提纯冶金硅的目的。热力学计算结果证明了这种方法具有可行性。实验研究分析了底层金属类型、炉渣成分及反应温度对B和P去除率的影响。结果表明:底层金属可有效吸收冶金硅中的P,其中铁比铜有更好的P吸收效果。底层金属对B的吸收效果不佳,B的去除主要归功于造渣提纯过程。在炉渣中加入10 wt%的CaF_(2),降低了渣黏度,可显著提高B和P的去除率。1600~1700℃温度范围内,提高反应温度有利于B的去除,对P的去除无显著作用。

光伏多晶硅定向凝固不平衡散热的数值研究与实验

定向凝固是物理法提纯光伏多晶硅的重要工艺方法。为改进传统定向凝固一维散热产生较大热应力和应变的缺点,提出一种新型不平衡散热结构和工艺方案,利用特定热阻设计和散热通道来降低热应力和应变。采用ProCAST软件对一维散热与不平衡散热进行三维数值建模,通过对比表明,不平衡散热方案较一维散热,热应力平均降幅可达52.56%,平均凝固速率增长20.67%,凝固时间减少17.10%,并且能在非一维温度场中保持相变界面的稳定。采用YITIPV型真空铸锭炉和3303工业硅原料,进行大尺寸铸锭(1 m×1 m×0.3 m)对照实验。实验证明,不平衡散热方案可以提高凝固速率和成品质量,制备的硅锭顶部更平整,实际总凝固时间减少15.75%,提纯单位重量硅的能耗降低17.86%,铸锭裂纹更少,有效体积更大。样片分析还表明,硅片平均电阻率提高7.86%,B、P、Al三种元素的杂质含量分别降低了28.6%、15.2%和83.3%。实验不但证实了不平衡散热结构和工艺的有效性,也验证了数值模型的适配性。该新型结构和工艺提高了铸锭质量和生产效率,降低了裂锭风险和成本,具备推广应用价值。

多晶硅硬密封球阀的最新设计特点

随着多晶硅生产工艺改进实现提纯度高的分析与管线使用验证,总结多晶硅硬密封球阀的性能特点。与常规硬密封球阀相比,多晶硅硬密封球阀应具有防尘、高硬度、防腐的特点。密封面应采用结合强度高、敷熔后密封层硬度高且耐磨的材料。密封面应具有自清洁与自研磨性能,球体需有引流性能,可减轻阀门启闭力扭矩,并且可以预防阀腔硅粉堆积导致阀门卡死,阀体与阀座都需要设计有效的防尘功能来确保阀座运动有效性等。

光总线控制系统在多晶硅项目中的应用

为解决多晶硅项目控制系统规模大、电缆敷设困难带来的设计和施工问题,基于光总线控制技术优点,结合多晶硅项目控制系统特点,提出了光总线控制系统的设计方案。以某多晶硅项目为例,介绍了该控制系统的信号传输、供电、接地的具体设计方案,以及数据光处理单元的安装保护方案,阐述了该控制系统相较于传统DCS的优势。应用表明,该控制系统能够简化工程设计,有效降低项目建设成本,提高自动化控制水平。

调节盘阀在多晶硅下料过程中的应用

目前多晶硅工艺冷氢化工段硅粉下料装置一般都使用切断盘阀,多晶硅下料位置进流化床时存在下料不均匀、下料不连续、下料位置斜管道容易堵塞、流化床的温度波动大等问题,严重影响了生产效率甚至造成停车。分析了造成该类故障的原因,提出了使用调节盘阀的解决方案。分析了该类调节盘阀的结构及优越性,并以现场运用数据证明了该调节盘阀使用寿命上的优势,有效地解决了硅粉下料装置生产的稳定性和效率问题。

LPCVD法制备多晶硅薄膜分析

研究了低压化学气相沉积法(Low-Pressure Chemical Vapor Deposition,LPCVD)制备TOPCon电池用多晶硅层的原理及优劣。TOPCon电池是一种高效率、低成本、适用于规模化生产的n型电池,其背面钝化层采用了隧穿氧化层与n型多晶硅层的叠层结构。LPCVD法作为制备TOPCon电池背面多晶硅层的一种重要方法,其工艺原理简单、成膜速率快、市场应用广,但该方法存在绕镀问题,需要复杂的绕镀清洗工艺;石英件耗材更换频繁、价格昂贵,增加了电池成本。综合计算成本结果可知,LP法相较于PECVD法,电池单瓦成本略低0.01元/W;LPCVD法相较于PVD法,电池单瓦成本略高0.003元/W。

多晶硅还原炉变压器负荷分析

多晶硅的生产过程中,需要消耗大量的电能,而变压器的损耗,在整个电能损耗中,占据了很大一部分。因此,在满足生产的条件下,优化多晶硅还原炉变压器的设计负荷,减少多晶硅变压器的损耗以及维护费用,是降低多晶硅生产成本的关键因素,其设备的可靠性也是影响整个生产线生产效率最为关键的一环。

电子级多晶硅生产中间产品氯硅烷中痕量磷含量检测方法进展

采用改良西门子法在生产电子级多晶硅过程中,精馏中间产物氯硅烷通入多晶硅还原炉,通过氢气还原氯硅烷生产多晶硅,其中氯硅烷中存在的各种形式的磷作为施主杂质,对电子级多晶硅产品质量影响重大。文章系统阐述电子级多晶硅生产中间产品氯硅烷中痕量磷含量的检测方法及研究进展,通过比较各种氯硅烷中痕量磷含量杂质检测方法的优缺点,以供日常检测参考。

多晶硅精馏塔的基础控制优化及APC控制器应用

为提高多晶硅精馏塔生产的自控率和控制精度,确保运行稳定性并降低能耗,采用先进过程控制(APC)实施控制性能优化。通过对基础控制回路PID参数自适应优化,提升生产装置自动化水平,并对精馏粗分塔进行系统性控制性能优化,提升主要过程参数的控制品质,提升再生效率并降低蒸汽消耗量,从而提高现场装置运行平稳性,节约生产运行成本。