太阳能级多晶硅生产技术发展现状及展望

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1、万方数据第18卷专辑lV01．18SpeciaJ1中国有色金属学报TheChineseJournaIofNonferrousMetab2008年6月J岫．2008文章编号：1004一0609(2008)S1．0386—07太阳能级多晶硅生产技术发展现状及展望龙桂花，吴彬，韩松，丘克强(中南大学化学化工学院，长沙410083)摘要：全面介绍了太阳能级多晶硅的生产技术现状及有代表性的新工艺、新技术的研究动态。太阳能级多晶硅生产技术主要包括西门子法、硅烷法和冶金法。冶金法因工艺简单、投资少、能耗低获得广泛的关注，但目前其产品达不到太阳能级硅的质量要求。展望未来，西门子法仍将是生产高纯度多晶硅的主流技

2、术。关键词：太阳能级多晶硅；西门子法；硅烷；硅中图分类号：0613．72文献标识码：ADeVelopmentstatusandprospectofsolargradesiliconproductiontechnologyLONG(Ⅻ·lma，WUBiIl，HANSong，QIUKe-qi锄g(schoolofChemis仃y锄dChemicalEngille田ng，Cen舰lSouthuniVers峨Ch肌gsha410083，China)Abstract：Theproductionstamsofsolar乒adesilicon柚ddeVel叩mentstIldiesofitsⅡewr印rcs

3、entativcproccsses距dtecllnologieswerecomprehensiVelyin仃oduced．11hepmductiontecllllologiesofs01ar咖esiliconmostlyincludeSimensprocess，sila∞process锄dmetallu玛icalprocess．ForsiIIlpleprocess，lo、耽rinVes协l即t柏dlowerene唱ycons啪ption，Inetallu唱icalprocessis百venextcmiveattemion，buttheproductsc籼otmeetmeq∞lity豫quimm

4、emsofsolarFadesiIiconatpresent．Simensprocesswillstillbe廿lemainsn．eamprocessintheproductionfieldofnlehighpuri锣siliconinthe血tI鹏．1(eywords：solar伊谢esilicon；Siemensprocess；silane；silicon面对当前世界性传统能源枯竭和石油价格持续攀升的形势，太阳能作为可再生的洁净能源受到了世界各国的高度重视。世界光伏工业在20世纪末最后10年的平均增长率为20％，从1991年的55MW增长到2000年的287MW。而进入21世纪后，全球光伏

5、组件的年均增长率更是高达30％以上，2003年全球的产量达到了742Mw，2004年全球光伏电池的生产首次突破1000Mw。预计到2010年时，全球太阳能光伏装机容量累计量将增加到18000Mw以上，这势必会给太阳能电池产业带来高速的发展。但是，当前高纯多晶硅的严重脱销和价格暴涨，制约了光伏发电产业的发展。此外，由于硅材料的成本约占太阳能电池总成本的50％，所以硅材料价格高也成为阻碍光伏产业发展的重要因素之一。在不影响效率的条件下，降低硅材料的成本是降低硅太阳能电池成本的关键。因此，为了满足光伏产业对于多晶硅原材料的强大需求，同时摆脱太阳能级硅材料对电子级硅材料的依附，世界各大多晶硅厂商及研究

6、单位积极展开低成本生产太阳能级多晶硅的工艺技术研究。目前，大力发展针对太阳能用高纯多晶硅的低成本生产技术已成为了国际竞争的新领域。本文作者就目前太阳能级多晶硅生产技术现状及有代表性的新工艺、新技术的研究进展进行基金项目：广东省教育部产学研结合专项资金资助项目(2006D90404001)通讯作者：丘克强，教授，博士：电话：073I．88773“；E．mail：qiuwhs@sohu．咖万方数据第18卷专辑l龙桂花，等：太阳能级多晶硅生产技术发展现状及展望s387全面介绍。西门子法及其新发展目前，太阳能用多晶硅的主要来源是西门子法生产半导体工业硅材料中的边角料，即直拉单晶硅头尾料、电子级多晶硅的

7、等外品。西门子法，即采用H2还原SiHCl3生产高纯多晶硅的方法，由德国Siemens公司发明并于1954年申请了专利，1965年左右实现了工业化，从而实现了超纯硅制备道路上的第二次大变革。经过几十年的应用和发展，西门子法不断完善，先后出现了第一代、第二代和第三代技术，而第三代西门子多晶硅生产工艺就是目前常说的“改良西门子法”【1】，它在第二代的基础上增加了还原尾气干法回收系统、SiCl4氢化工艺