新方法可显著提高多晶硅生产效率的措施(新方法可显著提高多晶硅生产效率吗)

记者8月14日从中国化学工程集团（以下简称中国化工）获悉，中国化工华鲁公司的“一种提高多晶硅生产中还原沉积反应效率的方法”近日荣获国家知识产权局颁发的二等奖办公室。第十四届中国专利银奖。

多晶硅是太阳能光伏电池产业、半导体产业和电子信息产业的重要功能材料。据该项目技术负责人介绍，改进的西门子法是目前多晶硅的主流生产工艺。该方法采用高纯氯硅烷在还原炉中进行气相沉积反应，生产高纯多晶硅。即在1050-1080的硅芯表面，氯硅烷被还原为硅并不断沉积生长，形成多晶硅棒。

刚从中国化学华鲁公司设计的还原炉中出来的多晶硅产品。图片来源：中国化工

多晶硅还原装置是多晶硅最终产品的生产车间，也是多晶硅生产过程中的主要耗能装置。该装置高效、高质量的生产运行对最终产品的质量和能耗起着决定性的作用。

“传统的改良西门子法生产多晶硅时，三氯氢硅和二氯二氢硅原料在上游装置中混合成一股料流进入还原炉，两者的比例在生产过程中很难具体调节。”项目技术负责人告诉记者，这导致多晶硅还原炉生产初期二氯氢硅比例较低，硅芯生长速度缓慢；在多晶硅还原炉生产后期，二氯二氢比例较高，导致无法大量生成成型硅粉，出现“雾化”，影响产品美观。同时，非晶硅粉堵塞了管道系统，不利于还原炉的正常生产。

为了解决上述问题，中国化工华鲁公司多晶硅技术团队经过多年研究探索，提出了提高多晶硅生产中还原沉积反应效率的方法。该方法中，三氯氢硅和二氯二氢硅液体分别采用独立的汽化器和过热器进行汽化和过热，三氯氢硅气体、二氯二氢硅气体和高纯氢气通过独立的流量控制单元控制合适的比例和流量进入生产过程中适时采用还原炉进行反应，控制三氯氢硅和二氯二氢硅的分段投料比例。

中国化工华鲁公司新疆大全多晶硅项目精馏装置及中间罐区。图片来源：中国化工

据介绍，采用新方法，多晶硅的有效转化率可从以前的8.5%提高到10%以上；该方法在避免非晶硅粉生成的同时，提高了多晶硅产品中致密材料的比例，节约了能源，降低了多晶硅生产成本。为提高效率和产品利用率提供了强有力的技术支撑。 （刘媛媛）