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唔國多晶硅装备提升已茬路仩

发布时间:2019-10-13 05:04:54

  我国多晶硅装备提升已在路上

  中国化工机械讯:我国对高纯硅材料的研究始于1958年,1964年开始工业化,1965年生产出我国第一炉多晶硅,炉产量不足10千克。在其后的40多年里,我国多晶硅经历了“初创—低水平重复—关停并转—全面萎缩”的艰难历程。直到2005年前,我国多晶硅的年产量仍不足百吨,与发达国家多晶硅生产的水平差距巨大。然而自2005~2008年的3年里,受市场导向影响,我国相继建立起了10余家千吨级以上的多晶硅企业。也是在最近几年来,我国多晶硅技术装备取得了较大的突破,但多晶硅关键生产技术装备长期以来仍然掌握在美、日、德等国家的代表性企业手中,技术封锁和市场垄断状况没有从根本上改变,我国多晶硅行业技术装备水平仍亟待提升。 内蒙古神州硅业公司副总理刘淑萍向介绍说,与多晶硅材料研究一样,国内多晶硅技术装备的发展也起步于20世纪60年代,代表厂所为峨眉半导体材料研究所、洛阳中硅半导体材料研究所,但是一直未能规模生产。直到2001年峨眉半导体材料研究所发起组建的四川新光硅业科技有限公司(以下简称“新光硅业”)1000吨级多晶硅国家示范工程于2007年2月正式投产,我国多晶硅规模生成套技术装备才正式形成。近两年来,在庞大的市场需求激励下,国内不少多晶硅企业已经开始尝试将自行研发与吸收转化国外技术相结合,酝酿发展低成本的多晶硅规模生产技术装备,特别是冶金法、硅烷法等。同时,多晶硅铸锭炉、坩埚、还原炉、氢化炉及相关的电器设施等一些关键配套材料及装备也逐渐国产化,从而为多晶硅以及下游的太阳能电池生产成本的下降提供了可能。 刘淑萍认为,近年来我国多晶硅行业技术装备取得的进步主要有以下几个方面: 其一是改良西门子法多晶硅工艺设备实现了自主设计制造。目前,我国自主设计制造的SiHCl3合成炉单台设备年产量达5000吨;可自主设计制造高效大型SiHCl3精馏塔;自主设计制造工作压力0.6MPa 12对棒、24对棒还原炉及其相应的电气系统;自主设计制造24对加热器的SiC14热氢化炉,并已实现在生产中的应用;此外,我国独立自主开发的SiHCl3氢还原尾气变压吸附回收系统也已在生产中试用。 其二是工艺装置除采用高效精馏塔精馏提纯外,引进了湿氮除硼技术设备,提纯工艺不再是单纯的精馏工艺。过去在提纯工艺中着重于除硼化物、磷化物和金属化合物,而今还对除碳化物(如二甲基氯硅烷)普遍采用了加压精馏工艺,以提高产量和节约能耗。还原沉积之硅棒直径每小时增长量由过去的0.35~0.5毫米增加到现在的1~2毫米。12对棒还原炉炉产量大约2000千克/炉,个别炉次甚至达3400千克/炉,24对棒还原炉炉产量个别炉次超过4000千克/炉,使我国西门子法装置系统综合电耗不断下降,2005年平均电耗300~400千瓦时/千克硅, 降低到目前200千瓦时/千克硅,部分骨干企业能耗指标已接近国际先进水平160~180千瓦时/千克硅。目前还原电耗已降低到60千瓦时/千克硅。 其三是对引进的SIC14热氢化技术和设备作了进一步的改造,调整了工艺参数和改进设备。目前,热氢化单台炉SiC14的处理能力为750千克/小时,SiCl4的一次转化率≥20%,电耗指标55.23千瓦时/千克硅,系统连续稳定运行。在低温氢化方面,单台氢化炉的SiC14处理能力超过5000千瓦时/千克,SiC14的一次转化率≥20%,电耗指标≤10千瓦时/千克硅,系统连续稳定运行。同时,国内几家大的多晶硅厂普遍采用了还原尾气干法回收系统。SiC14、HCl的回收率在95%以上,有的企业还将改良西门子法多晶硅生产中的副产物作原料生产白炭黑,低沸物SiHCl3则用来生产有机硅单体。 然而,了解到,在我国现有的40多家主要的多晶硅生产企业中,大部分技术装备以引进俄罗斯、德国、美国、日本等国的改良西门子法为主。内蒙古鄂尔多斯硅业公司总经理王鹏向指出,我国目前还缺乏自主的先进工艺技术和生产装备,生产多晶硅片用的铸锭炉、线锯等关键设备和关键配套件仍主要依赖进口。因此,发展我国自主知识产权的新型多晶硅制备技术装备,加快硅片加工相关工艺技术和生产设备的研究开发,打破国外制约,有效降低光伏系统设备和发电成本,增强中国多晶硅产业在世界市场上的话语权已是迫在眉睫。

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