1、多晶硅的危害2010/9/1 9:09:38 近年，尤其是2007年以來，我國多晶硅產業有著迅猛的發展。1000 t以上級別多晶硅生產裝置陸續建成。多晶硅的危害主要在其生產過程中有氫氣、液氯、三氯氫硅等有害物質生成，生產過程中又存在火災、爆炸、中毒、窒息、觸電傷害等諸多危險因素。多晶硅生產過程中主要危險、有害物質中氯氣、氫氣、三氯氫硅、氯化氫等主要危險特性有：）氫氣：與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即會發生爆炸。氣體比空氣輕，在室內使用和儲存時，漏氣上升滯留屋頂不易排出，遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。）氧氣：易燃物、可燃物燃燒爆炸的基本要素之一，能氧化大多數活性物

2、質。與易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。）氯：有刺激性氣味，能與許多化學品發生爆炸或生成爆炸性物質。幾乎對金屬和非金屬都起腐蝕作用。屬高毒類。是一種強烈的刺激性氣體。）氯化氫：無水氯化氫無腐蝕性，但遇水時有強腐蝕性。能與一些活性金屬粉末發生反應，放出氫氣。遇氰化物能產生劇毒的氰化氫氣體。）三氯氫硅：遇明火強烈燃燒。受高熱分解產生有毒的氯化物氣體。與氧化劑發生反應，有燃燒危險。極易揮發，在空氣中發煙，遇水或水蒸氣能產生熱和有毒的腐蝕性煙霧。燃燒(分解)產物:氯化氫、氧化硅。）四氯化硅：受熱或遇水分解放熱，放出有毒的腐蝕性煙氣。）氫氟酸：腐蝕性極強。遇H發泡劑立即燃燒。能與普通金屬發生

3、反應,放出氫氣而與空氣形成爆炸性混合物。）硝酸：具有強氧化性。與易燃物(如苯)和有機物(如糖、纖維素等)接觸會發生劇烈反應，甚至引起燃燒。與堿金屬能發生劇烈反應。具有強腐蝕性。）氮氣：若遇高熱，容器內壓增大。有開裂和爆炸的危險。）氟化氫：腐蝕性極強。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。）氫氧化鈉：本品不燃,具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。火災、爆炸、中毒是多晶硅項目在生產中的主要危險、有害因素，另外，還存在觸電、機械傷害、腐蝕、粉塵等危險、有害因素。主要有：）氫氣制備：電解槽、氫、氧貯罐等，火災爆炸、觸電、機械傷害。）氯化氫合成：氯化氫合成爐、氯氣、氫氣緩沖罐等，火災爆炸、中毒、觸

4、電。）三氯氫硅合成：三氯氫硅合成爐、合成氣洗滌塔、供料機等，火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害、粉塵。）合成氣分離：混合氣洗滌塔、氯化氫吸收塔、氯化氫解析塔、混合氣壓縮機等，火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害。）氯硅烷分離：精餾塔、再沸器、冷凝氣等，火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害。）三氯氫硅還原：三氯氫硅汽化器、還原爐、還原爐冷卻水循環泵等，火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害。）還原尾氣分離：混合氣洗滌塔、混合氣壓縮機、氯化氫吸收塔等，火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害。）四氯化硅氫：化四氯化硅汽化器、氫化爐等，火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害。通過以上分析，火災爆炸、化學中

5、毒是主要潛在危險、有害因素，在工藝、設備、設施和防護方面存在隱患和缺陷時，非常容易發生，所以應針對可能發生的原因，采取防范措施預以積極排除。對生產過程盡量采用自動控制系統，提高自動控制水平；在氯氣、氯化氫、三氯氫硅、鹽酸、四氯化硅容易泄漏的部位，加強通風并設置可燃、有毒氣體檢測報警裝置；為作業人員配發合格適宜的防毒、防塵、防灼傷等防護用品，來避免多晶硅帶來的危害。多晶硅百科名片   多晶硅多晶硅，是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結合起來，就結晶成多晶硅。利用價值：從目前國際

6、太陽電池的發展過程可以看出其發展趨勢為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。目錄簡介 性質 生產危害 利用價值 工業發展 國際多晶硅產業概況 國際多晶硅主要技術特征 國內多晶硅產業概況 多晶硅產業發展預測 多晶硅行業發展的主要問題 1. 產業化差距 2. 產能低 供需矛盾突出 3. 生產規模小 4. 工藝設備落后 5. 其他行業發展對策與建議 多晶硅太陽能充電器 1. 簡介 2. 技術參數 3. 使用說明 4. 注意事項 5. 產品特點簡介性質生產危害利用價值工業發展國際多晶硅產業概況國際多晶硅主要技術特征國內多晶硅產業概況· 多晶硅產業發展預

7、測· 多晶硅行業發展的主要問題 1. 產業化差距 2. 產能低 供需矛盾突出 3. 生產規模小 4. 工藝設備落后 5. 其他· 行業發展對策與建議· 多晶硅太陽能充電器 1. 簡介 2. 技術參數 3. 使用說明 4. 注意事項 5. 產品特點展開編輯本段簡介      多晶硅;polycrystalline silicon 編輯本段性質灰色金屬光澤。密度2.322.34。熔點1410。沸點2355。溶于氫氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和鹽酸。硬度介于鍺和石英之間，室溫下質脆，切割時易碎裂。加熱至800以上即有延性，1

8、300時顯出明顯變形。常溫下不活潑，高溫下與氧、氮、硫等反應。高溫熔融狀態下，具有較大的化學活潑性，能與幾乎任何材料作用。具有半導體性質，是極為重要的優良半導體材料，但微量的雜質即可大大影響其導電性。電子工業中廣泛用于制造半導體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎材料。由干燥硅粉與干燥氯化氫氣體在一定條件下氯化，再經冷凝、精餾、還原而得。 多晶硅可作拉制單晶硅的原料，多晶硅與單晶硅的差異主要表現在物理性質方面。例如，在力學性質、光學性質和熱學性質的各向異性方面，遠不如單晶硅明顯；在電學性質方面，多晶硅晶體的導電性也遠不如單晶硅顯著，甚至于幾乎沒有導電性。在化學活性方面，兩者

9、的差異極小。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區別，但真正的鑒別須通過分析測定晶體的晶面方向、導電類型和電阻率等。 多晶硅是生產單晶硅的直接原料，是當代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉換等半導體器件的電子信息基礎材料。被稱為“微電子大廈的基石”。 編輯本段生產危害多晶硅生產過程中主要危險、有害物質中氯氣、氫氣、三氯氫硅、氯化氫等主要危險特性有： ）氫氣：與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即會發生爆炸。氣體比空氣輕，在室內使用和儲存時，漏氣上升滯留屋頂不易排出，遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。 ）氧氣：助燃物、可燃物燃燒爆炸的基本要素之一，能氧化大多數活性物質。與易燃物(

10、如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。 ）氯：有刺激性氣味，能與許多化學品發生爆炸或生成爆炸性物質。幾乎對金屬和非金屬都起腐蝕作用。屬高毒類。是一種強烈的刺激性氣體。 ）氯化氫：無水氯化氫無腐蝕性，但遇水時有強腐蝕性。能與一些活性金屬粉末發生反應，放出氫氣。遇氰化物能產生劇毒的氰化氫氣體。 ）三氯氫硅：遇明火強烈燃燒。受高熱分解產生有毒的氯化物氣體。與氧化劑發生反應，有燃燒危險。極易揮發，在空氣中發煙，遇水或水蒸氣能產生熱和有毒的腐蝕性煙霧。燃燒(分解)產物:氯化氫、氧化硅。 ）四氯化硅：受熱或遇水分解放熱，放出有毒的腐蝕性煙氣。 ）氫氟酸：腐蝕性極強。遇H發泡劑立即燃燒。能與普通金屬發生反應

11、,放出氫氣而與空氣形成爆炸性混合物。 ）硝酸：具有強氧化性。與易燃物(如苯)和有機物(如糖、纖維素等)接觸會發生劇烈反應，甚至引起燃燒。與堿金屬能發生劇烈反應。具有強腐蝕性。 ）氮氣：若遇高熱，容器內壓增大。有開裂和爆炸的危險。 ）氟化氫：腐蝕性極強。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。 ）氫氧化鈉：本品不燃,具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。 編輯本段利用價值在太陽能利用上，單晶硅和多晶硅也發揮著巨大的作用。雖然從目前來講，要使太陽能發電具有較大的市場，被廣大的消費者接受，就必須提高太陽電池的光電轉換效率，降低生產成本。從目前國際太陽電池的發展過程可以看出其發展趨勢為單晶硅、多晶硅

12、、帶狀硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。 編輯本段工業發展從工業化發展來看，重心已由單晶向多晶方向發展，主要原因為；1可供應太陽電池的頭尾料愈來愈少；2 對太陽電池來講，方形基片更合算，通過澆鑄法和直接凝固法所獲得的多晶硅可直接獲得方形材料；3多晶硅的生產工藝不斷取得進展，全自動澆鑄爐每生產周期（50小時）可生產200公斤以上的硅錠，晶粒的尺寸達到厘米級；4由于近十年單晶硅工藝的研究與發展很快，其中工藝也被應用于多晶硅電池的生產，例如選擇腐蝕發射結、背表面場、腐蝕絨面、表面和體鈍化、細金屬柵電極，采用絲網印刷技術可使柵電極的寬度降低到50微米，高度達到15微米以上，快速

13、熱退火技術用于多晶硅的生產可大大縮短工藝時間，單片熱工序時間可在一分鐘之內完成，采用該工藝在100平方厘米的多晶硅片上作出的電池轉換效率超過14。據報道，目前在5060微米多晶硅襯底上制作的電池效率超過16。利用機械刻槽、絲網印刷技術在100平方厘米多晶上效率超過17，無機械刻槽在同樣面積上效率達到16，采用埋柵結構，機械刻槽在130平方厘米的多晶上電池效率達到15.8。 編輯本段國際多晶硅產業概況當前，晶體硅材料（包括多晶硅和單晶硅）是最主要的光伏材料，其市場占有率在90以上,而且在今后相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅材料的生產技術長期以來掌握在美、日、德等3個國家7個公

14、司的10家工廠手中，形成技術封鎖、市場壟斷的狀況。 多晶硅的需求主要來自于半導體和太陽能電池。按純度要求不同，分為電子級和太陽能級。其中，用于電子級多晶硅占55左右，太陽能級多晶硅占45，隨著光伏產業的迅猛發展，太陽能電池對多晶硅需求量的增長速度高于半導體多晶硅的發展，預計到2008年太陽能多晶硅的需求量將超過電子級多晶硅。 1994年全世界太陽能電池的總產量只有69MW，而2004年就接近1200MW，在短短的10年里就增長了17倍。專家預測太陽能光伏產業在二十一世紀前半期將超過核電成為最重要的基礎能源之一。 據悉，美國能源部計劃到2010年累計安裝容量4600MW，日本計劃2010年達到5

15、000MW，歐盟計劃達到6900MW，預計2010年世界累計安裝量至少18000MW。從上述的推測分析，至2010年太陽能電池用多晶硅至少在30000噸以上，表2給出了世界太陽能多晶硅工序的預測。據國外資料分析報道，世界多晶硅的產量2005年為28750噸，其中半導體級為20250噸，太陽能級為8500噸，半導體級需求量約為19000噸，略有過剩；太陽能級的需求量為15000噸，供不應求，從2006年開始太陽能級和半導體級多晶硅需求的均有缺口，其中太陽能級產能缺口更大。 據日本稀有金屬雜志2005年11月24日報道，世界半導體與太陽能多晶硅需求緊張，主要是由于以歐洲為中心的太陽能市場迅速擴大，

16、預計2006年，2007年多晶硅供應不平衡的局面將為愈演愈烈，多晶硅價格方面半導體級與太陽能級原有的差別將逐步減小甚至消除，2005年世界太陽能電池產量約1GW，如果以1MW用多晶硅12噸計算，共需多晶硅是1.2萬噸，20052010年世界太陽能電池平均年增長率在25，到2010年全世界半導體用于太陽能電池用多晶硅的年總的需求量將超過6.3萬噸。 世界多晶硅主要生產企業有日本的Tokuyama、三菱、住友公司、美國的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司，德國的Wacker公司等，其年產能絕大部分在1000噸以上，其中Tokuyama、Hemlock、Wacker三個公司生產規模最大

17、，年生產能力均在30005000噸。 編輯本段國際多晶硅主要技術特征（1）多種生產工藝路線并存，產業化技術封鎖、壟斷局面不會改變。由于各多晶硅生產工廠所用主輔原料不盡相同，因此生產工藝技術不同；進而對應的多晶硅產品技術經濟指標、產品質量指標、用途、產品檢測方法、過程安全等方面也存在差異，各有技術特點和技術秘密，總的來說，目前國際上多晶硅生產主要的傳統工藝有：改良西門子法、硅烷法和流化床法。其中改良西門子工藝生產的多晶硅的產能約占世界總產能的80，短期內產業化技術壟斷封鎖的局面不會改變。 （2）新一代低成本多晶硅工藝技術研究空前活躍。除了傳統工藝（電子級和太陽能級兼容）及技術升級外，還涌現出了幾

18、種專門生產太陽能級多晶硅的新工藝技術，主要有：改良西門子法的低價格工藝；冶金法從金屬硅中提取高純度硅；高純度SiO2直接制取；熔融析出法（VLD：Vaper to liquid deposition）；還原或熱分解工藝；無氯工藝技術，AlSi溶體低溫制備太陽能級硅；熔鹽電解法等。 編輯本段國內多晶硅產業概況近年來，在中央政府大力推廣新能源政策的支持下，各地方省份也是積極跟進，培養優勢產業。江西省抓住機遇，憑借粉石英（硅材料主要原料）儲量全國第一的資源優勢，出臺多方面措施保障光伏產業發展。短短3、4年間，使得一大批光伏產業上下游項目迅速在江西集聚，成為我國重要的光伏產業基地。以新余為主產地、以賽

19、維LDK和盛豐能源為核心企業的產業帶具有較強的生產能力，初步建立了從硅料、硅片到太陽能電池組件及配套產品的完整產業鏈，擁有了對外合作的有效途徑和一批關鍵人才，在國內已具有較明顯的規模優勢和市場競爭力。 2008年江西省光伏產業發展迅速，實現銷售收入128.9億元。另外該省生產的多晶硅片已占全球總產量的四分之一，龍頭企業賽維2008年的產能超過1400MW。 2009年初，經省政府同意，由江西省發改委牽頭編制的江西省光伏產業發展規劃正式下發，為江西光伏產業發展確定了大的方向。規劃中提到，力爭到2012年將江西打造成為全球重要的光伏產業生產基地。按照規劃，未來數年，新余、豐城、南昌產業帶將建成全省

20、光伏產業主要集聚區。 江西豐城工業園集中了國內幾家主要的多晶硅生產企業，目前綜合產能達噸以上，其中江西盛豐新能源科技有限公司產能最大，年達到噸，年可達噸，預計年項目計劃工程完成后，產能將穩定在噸以上。 江西盛豐新能源科技有限公司于2008年9月28日注冊成立。公司位于贛江之濱的豐城市豐源工業園，距省會南昌市僅60公里，距昌北機場1小時路程，周邊緊靠105國道、昌樟高速公路，交通便利。 盛豐能源是一家專業從事太陽能級多晶硅研發和生產的企業，擁有一批長期從事電力及硅材料提純生產的協作團隊，其具有自主知識產權的新物理法太陽能級高純硅生產技術，將為國內太陽能電池制造提供高效高純硅料并大幅降低太陽能電池

21、制造成本，成為有別于西門子法高純硅生產技術依靠者，以大力提升光伏發電的競爭力。 江西賽維LDK太陽能高科技有限公司是世界規模最大的太陽能多晶硅片生產企業。工廠坐落于江西省新余市經濟開發區，專注于太陽能多晶硅鑄錠及多晶硅片研發、生產、銷售為一體的高新技術光伏企業，擁有國際最先進的生產技術和設備。公司注冊資金11095萬美元，總投資近3億美元。2006年4月份投產， 7月份產能達到100兆瓦，8月份入選“RED HERRING亞洲百強企業”，10月份產能達到200兆瓦，被國際專業人士稱為“LDK速度奇跡”。榮獲“2006年中國新材料產業最具成長性企業”稱號。 目前公司正致力于發展成為一個“世界級光

22、伏企業”。 2007年6月1日，賽維LDK成功在美國紐約證交所上市，成為中國企業歷史上在美國單一發行最大的一次IPO；賽維LDK是江西省企業有史以來第一次在美國上市的企業，是中國新能源領域最大的一次IPO。 該公司1.5萬噸硅料項目近日已在江西省新余市正式啟動，該項目總固定資產投資120億元以上，預計將成為目前全球太陽能領域單個投資額最多、產能設計規模最大的項目之一。 據悉，該項目計劃首期在2008年底前建成投產，形成6000噸太陽能級硅料的年生產能力；2009年項目全部建成投產后，將形成1.5萬噸產能，從而使該公司成為世界主要的太陽能多晶硅原料生產企業。 編輯本段多晶硅產業發展預測高純多晶硅

23、是電子工業和太陽能光伏產業的基礎原料，在未來的50年里，還不可能有其他材料能夠替代硅材料而成為電子和光伏產業主要原材料。 隨著信息技術和太陽能產業的飛速發展，全球對多晶硅的需求增長迅猛，市場供不應求。世界多晶硅的產量2005年為28750噸，其中半導體級為20250噸，太陽能級為8500噸。半導體級需求量約為19000噸，略有過剩；太陽能級的需求量為15600噸，供不應求。近年來，全球太陽能電池產量快速增加，直接拉動了多晶硅需求的迅猛增長。全球多晶硅由供過于求轉向供不應求。受此影響，作為太陽能電池主要原料的多晶硅價格快速上漲。 中國多晶硅工業起步于20世紀50年代，60年代中期實現了產業化，到

24、70年代，生產廠家曾經發展到20多家。但由于工藝技術落后，環境污染嚴重，消耗大，成本高等原因，絕大部分企業虧損而相繼停產或轉產。到目前為止，國內有多晶硅生產條件的單位有洛陽中硅高科技有限公司、峨嵋半導體材料廠（所）、四川新光硅業科技有限責任公司、亞洲硅業（青海）有限公司4家企業。 中國集成電路和太陽能電池對多晶硅的需求快速增長，2005年集成電路產業需要電子級多晶硅約1000噸，太陽能電池需要多晶硅約1400噸；到2010年，中國電子級多晶硅年需求量將達到約2000噸，光伏級多晶硅年需求量將達到約4200噸。而中國多晶硅的自主供貨存在著嚴重的缺口，95%以上多晶硅材料需要進口，供應長期受制于人

25、，再加上價格的暴漲，已經危及到多晶硅下游眾多企業的發展，成為制約中國信息產業和光伏產業產業發展的瓶頸問題。 由于多晶硅需求量繼續加大，在市場缺口加大、價格不斷上揚的刺激下，國內涌現出一股搭上多晶硅項目的熱潮。多晶硅項目的投資熱潮，可以說是太陽能電池市場迅猛發展的必然結果，但中國硅材料產業一定要慎重發展，不能一哄而上；關鍵是要掌握核心技術，否則將難以擺脫受制于人的局面。 作為高科技產業，利用硅礦開發多晶硅，產業耗能大，電力需求高。目前電價已成為中國大多數硅礦企業亟待突破的瓶頸之一。因此中國大力發展多晶硅產業，亟需在條件成熟的地方制定電價優惠政策，降低成本。 由于需求增加快速，但供給成長有限，預估

26、多晶硅料源的供應2007年將是最嚴重缺乏的一年，預計到2009年，全世界多晶硅的年需求量將達到6.5萬噸。在未來的3至5年間，也就是在中國的“十一五”期間，將是中國多晶硅產業快速發展的黃金時期。 編輯本段多晶硅行業發展的主要問題產業化差距同國際先進水平相比，國內多晶硅生產企業在產業化方面的差距主要表現在以下幾個方面： 產能低 供需矛盾突出2005年中國太陽能用單晶硅企業開工率在2030，半導體用單 晶硅企業開工率在8090，無法實現滿負荷生產，多晶硅技術和市場仍牢牢掌握在美、日、德國的少數幾個生產廠商中，嚴重制約我國產業發展。 生產規模小現在公認的最小經濟規模為1000噸/年，最佳經濟規模在2

27、500噸/年，而我國現階段多晶硅生產企業離此規模仍有較大的距離。 工藝設備落后同類產品物料和電力消耗過大，三廢問題多，與國際水平相比，國內多晶硅生產物耗能耗高出1倍以上，產品成本缺乏競爭力。 其他4、千噸級工藝和設備技術的可靠性、先進性、成熟性以及各子系統的相互匹配性都有待生產運行驗證，并需要進一步完善和改進。 5、國內多晶硅生產企業技術創新能力不強，基礎研究資金投入太少，尤其是非標設備的研發制造能力差。 6、地方政府和企業項目投資多晶硅項目，存在低水平重復建設的隱憂。 7·產生大量污染。 編輯本段行業發展對策與建議1、發展壯大我國多晶硅產業的市場條件已經基本具備、時機已經成熟，國家

28、相關部門加大對多晶硅產業技術研發，科技創新、工藝完善、項目建設的支持力度，抓住有利時機發展壯大我國的多晶硅產業。 2、支持最具條件的改良西門子法共性技術的實施，加快突破千噸級多晶硅產業化關鍵技術，形成從材料生產工藝、裝備、自動控制、回收循環利用的多晶硅產業化生產線，材料性能接近國際同類產品指標；建成節能、低耗、環保、循環、經濟的多晶硅材料生產體系，提高我們多晶硅在國際上的競爭力。 3、依托高校以及研究院所，加強新一代低成本工藝技術基礎性及前瞻性研究，建立低成本太陽能及多晶硅研究開發的知識及技術創新體系，獲得具有自主知識產權的生產工藝和技術。 4、政府主管部門加強宏觀調控與行業管理，避免低水平項目的重復投資建設，保證產業的有序、可持續發展。 編輯本段多晶硅太陽能充電器簡介多晶硅太陽能充電器是將光能轉換成電能的光電轉換設備. 太陽能充電器的原理是:通過光電轉換板將光能轉換成電能并儲藏在內置的容量為2600mAH的鋰電池里,然后再通過控制電路將內置鋰電池的電能經過輸出接口給手機,數碼相機,MP3,MP4等產品充電. 在長期無陽光照射的環境下,也可以