1、 多晶硅生產行業(yè)中間產物分析與利用 【摘 要】：多晶硅是半導體行業(yè)和太陽能電池產業(yè)的主要生產原料，在進行生產工作的過程中，通常采用改良西門子法，整體生產工藝還在不斷研究完善中，從國內的發(fā)展情況來看，通常依靠進口原料進行多晶硅產業(yè)的生產工作，但是隨著我國多晶硅的生產需求越發(fā)增加，傳統(tǒng)工作模式下所使用的多晶硅制作方式，也較難以解決當前階段的生產需求。在生產多晶硅物質的過程中，會出現(xiàn)大量的中間產物，比如四氯化硅，二氯二氫硅等。在開展生產工作的過程中，如果有效地進行中間產物的回收利用工作，那么會導致整體效益降低。在開展多晶硅生產的過程中，如果不進行中間產物的分析和利用工作，那么就放棄了獲得更大經濟效益

2、的發(fā)展途徑。因此多晶硅中間產物的回收利用工藝有更大程度的發(fā)展?jié)摿?。本文主要進行中間產物生產情況的介紹工作，了解中間產物的主要來源和造成危害，同時分析中間產物的利用情況，其中主要進行四氯化硅回收利用的分析工作，旨在為多晶硅生產行業(yè)提供具有總結價值的參考依據?！娟P鍵詞】：多晶硅生產行業(yè)；中間產物；利用引言隨著全球新能源技術行業(yè)的發(fā)展?jié)摿υ絹碓酱?，在不斷進行新能源開發(fā)工作的過程中，太陽能光伏產業(yè)作為典型的新能源技術產業(yè)，有著非常好的發(fā)展前景。多晶硅作為太陽能光伏產業(yè)的主要生產原料，也隨之有了更大程度的發(fā)展。在生產多晶硅物質的過程中，會出現(xiàn)多種中間產物。如果放棄進行中間產物的再回收利用工作，那么這些中

3、間產物就變成了生產廢物，沒有任何應用價值。但實際上進行有效的回收利用工作，中間產物的應用價值就能綜合體現(xiàn)，從而提升多晶硅生產行業(yè)的發(fā)展效益，同時也能夠提升多晶硅產業(yè)的環(huán)保發(fā)展水平。1.中間產物來源與危害1.1中間產物來源現(xiàn)代多晶硅產業(yè)通常采用改良西門子法生產模式，在進行生產工作的過程中會出現(xiàn)大量中間產物，通常為二氯二氫硅和四氯化硅。二氯二氫硅是多種合成工序中的主要中間產物，其中主要來源于三氯氫硅的合成工序。在不斷進行應用的過程中，所使用的材料設備中也會堆積大量中間產物。如果無法妥善這些產物的后續(xù)處理工作，也會造成多晶硅生產工作的極大阻礙，容易造成極大程度的安全隱患問題。1.2副產物危害中間產物

4、中的二氯二氫硅，其化學性質極為不穩(wěn)定，在許多情況下容易造成燃燒爆炸以及分解問題。在正?？諝鉅顟B(tài)下，非常容易引發(fā)爆炸事件。這種中間產物導致多晶硅生產行業(yè)面臨著一定程度的危險因素。采用改良西門子法，進行多晶硅生產工作時，所產生的二氯二氫硅會對整體工作造成極大程度的危險隱患，還會造成不良影響。如果造成設備管道的堆積堵塞問題，會導致整體工作難以得到有效進展。如果堆積含量過多，非常容易造成爆炸事故和火災事故。為了解決這類問題，可以采取以下幾種工作方式，解決二氯二氫硅的危險問題，完成有效的處理工作。其一，將二氯二氫硅輸送回到還原爐中，采用氣相沉積工藝，可以得到多晶硅物質，如果將二氯二氫硅適當添加到三氯氫硅

5、中，也可以根據氣相沉積反應原理，得到多晶硅物質。其二，利用反氫化反應原理，將二例二氫硅和四氯化硅按照技術比例進行充分融合，從而進行充分的化合反應。這不但可以解決環(huán)境污染問題，還能夠將二氯二氫硅轉化為其他制造原料，從而提升多晶硅產業(yè)的資源利用效率。綜合來看，中間產物雖然有很多安全隱患，但是進行科學處理工作，也可以變廢為寶，不但能消除安全隱患，還能夠提升中間產物的利用效率和生產價值。從整體角度來說，應當大力開展中間產物的綜合利用工作，從而更大程度上提升多晶硅產業(yè)的經濟效益，也能避免造成環(huán)境污染問題，實現(xiàn)經濟發(fā)展和環(huán)境保護共同進行的多晶硅生產工作。2.四氯化硅的綜合應用2. 1 氣相白炭黑技術氣相法

6、白炭黑技術的應用頻率較高，同時應用價值也同樣很高，是進行多晶硅物質生產工作的有效應用模式。氣相白炭黑技術的轉化效率較高，且工作模式非常新穎，在氫氧火焰中進行高溫水解操作。我國部分多晶硅生產企業(yè)嘗試進行氣相白炭黑技術的大范圍應用工作。但是由于該技術所產出的白炭黑物質，也就是二氧化硅納米級粉末顆粒，所需要的市場需求量并不很大，因此如果只用這項技術開展中間產物的處理工作，也會造成很大程度的浪費問題。從近年來行業(yè)市場情況來看，如果只采用氣相法白炭黑技術，難以真正意義上實現(xiàn)較高效率的四氯化硅轉換工作。綜合來看，這種技術的應用優(yōu)勢非常明顯，但應用弊端也非常顯著。分析利弊，可以了解到，這項技術在當前階段無法

7、大規(guī)模投入到多晶硅中間產物回收利用工作中。為了避免過大程度的資源浪費，一定要大力開展多晶硅處理技術的研究工作，從而有效解決此類問題。如果解決多晶硅中間產物的處理問題，卻造成另外層面的資源浪費問題，那么也就得不償失了。2.2 熱氫化技術熱氫化技術的主要應用特點，是在極高溫度情況下進行四氯化硅的反應操作。通常要將實驗溫度控制在1250攝氏度左右。同時所采用的工作裝置要具備多種實驗功能，要進行分類工作和化學處理工作。因此投入建設資金較多，同時占地面積較大，不方便進行多種工作環(huán)節(jié)。由于這項技術所要使用的試驗溫度很高，整體工作操作流程較多，導致工作難度較大。所采用的加熱設備，因為技術成本較高，我國難以完

8、成獨立生產工作，因此要依靠進口資源開展具體工作。另外，熱氫化技術對投入使用原料的純度要求很高，不能直接應用中間產物中的二氯硅烷。由此見得，這項技術在當前階段的應用頻率很低。2.3 氯氫化技術氯氫化技術又被稱為冷氫化技術，比熱氫化技術有更大的應用價值。氯氫化技術的工作要點是要做好溫度控制工作，將反應裝置內溫度控制在500攝氏度左右。將四氯化硅，氯化氫，氫氣和硅粉，在500攝氏度的溫度條件下，進行綜合反應，生成三氯氫硅。采用這種制作工藝，有以下幾點工作優(yōu)勢：首先，其所需要的實驗設備結構非常簡單，所要投入的技術資金較少，性價比較高，占地面積較小，不會造成過大影響。再者，從溫度控制工作角度來說，試驗溫

9、度控制工作難度不大，并且整體工作狀態(tài)較為穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)各類安全事故。采用氯氫化技術所實現(xiàn)的工作，物質轉化率較高，并且消耗能源較低。采用這種技術可以在低能耗、低成本的前提下，實現(xiàn)更大程度的物質轉換率，從而將中間產物轉化為三氯氫硅，實現(xiàn)封閉循環(huán)技術的應用成果，也能避免造成廢物排放和大范圍環(huán)境污染問題。由此可見，這是一種應用價值較高且環(huán)保意義非常較為顯著的生產技術。但由于這項技術在我國應用時間不長，并且被個別發(fā)達國家所壟斷，在進行實際應用的過程中，難以展現(xiàn)其更大程度上的應用價值。從我國發(fā)展情況來看，雖然整體工作難度較大，但是部分多晶硅生產行業(yè)企業(yè)也在不斷進行氯氫化技術的研究工作，并且取得了一定程度

10、的發(fā)展成果。江蘇中農光伏發(fā)展公司在2008年已經成功進行該技術的試驗安裝工作，所使用的實驗裝置可以實現(xiàn)，每年2萬噸四氯化硅和2.4萬噸三氯氫硅的轉化工作。在不斷進行應用的過程中，該試驗裝置的中間產物轉換效率越來越高，同時工作狀態(tài)較為穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)各類安全事故問題。積極開發(fā)氯氫化技術，可以提升我國多晶硅生產行業(yè)的環(huán)保水平。避免繼續(xù)依賴進口材料開展多晶硅生產工作，也能夠實現(xiàn)封閉循環(huán)技術的應用工作。這使我國多晶硅產業(yè)有了新的技術改革動力，也有了更大層次的提升動力。結語隨著可持續(xù)發(fā)展理念不斷在生產工作中落實應用，太陽能光伏產業(yè)的未來發(fā)展方向，是大范圍應用低消耗的環(huán)保節(jié)能技術。這樣才能在做好環(huán)境保護的

11、前提上，尋求更高更遠的發(fā)展。在開展太陽能級多晶硅生產工作的過程中，如果過度消耗能量資源，導致較為嚴重的能量耗損，投入大量的建設成本，那么可能會導致入不敷出，難以得到有效收益，太陽能光伏產業(yè)也難以順利發(fā)展。傳統(tǒng)工作模式下采用西門子法制造多晶硅，由于投入成本較高，在后續(xù)發(fā)展過程中進行了有效改善，應用改良西門子法進行多晶硅生產工作?？紤]到其特殊性，因此要進行中間產物的回收利用工作，這樣才能獲得主動的市場發(fā)展地位。積極進行中間產物的回收利用工作，不但能夠有效解決中間產物不良排放造成的危害問題，還能夠提升多晶硅生產行業(yè)的發(fā)展效益。在追求低成本、高收益的同時，也要認識到進行中間產物利用工作的環(huán)保價值。提升多晶硅生產行業(yè)的發(fā)展效益，也能夠為行業(yè)未來發(fā)展提供更大的發(fā)展動力，面對激烈的市場斗爭，有更大的技術資本，可以占據較為主動的市場地位，把握自身的發(fā)展命運。參考文獻【1】侯彥青,方文寶,周揚民,田林,杜鵬,王春龍,余創(chuàng),林艷,謝剛.西門子還原爐熱量傳遞研究進展j.昆明理