多晶硅生产流程是什么，单晶硅与多晶硅的区别

很多朋友对多晶硅生产流程是什么，单晶硅与多晶硅的区别不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

本文以多晶硅为中心，主要介绍多晶硅的技术特性，单晶硅与多晶硅的区别，多晶硅的应用价值，多晶硅行业概况及预测。多晶硅是元素硅的一种形式。当熔融的元素硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格的形式排列成许多晶核。如果这些晶核生长成具有不同晶体取向的晶粒，这些晶粒将结合并结晶成多晶硅。

多晶硅的技术特点(1)多种生产工艺路线并存，产业技术封锁和垄断的局面不会改变。因为每个多晶硅生产厂使用的主辅原料不一样，生产工艺也不一样；再者，相应的多晶硅产品在技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、工艺安全性等方面存在差异，各有各的技术特点和技术秘密。总的来说，世界上生产多晶硅的主要传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。

其中，改良西门子法生产的多晶硅产能约占世界总产能的80%，工业化技术被垄断和封锁的局面短期内不会改变。

新一代低成本多晶硅技术的研究空前活跃。

除了传统工艺(电子级和太阳能级兼容)和技术升级之外，还出现了几种生产太阳能级多晶硅的新技术，主要包括：改进西门子法的低价工艺；用冶金法从金属硅中提取高纯硅；直接制备高纯度二氧化硅；蒸发到液体沉积；还原或热分解过程；无氯工艺技术，采用铝硅溶液低温制备太阳能级硅；熔盐电解等。

多晶硅生产工艺(1)石英砂在电弧炉中熔炼提纯至98%生产工业硅，其化学反应SiO _ 2c Si _ CO _ 2 (2)为了满足高纯度的需要，必须进一步提纯。工业硅被粉碎，并在流化床反应器中与无水氯化氢(HCl)反应，以产生待溶解的三氯氢硅(SiHCl3)。其化学反应Si HClSiHCl3 H2反应温度为300度，反应为放热反应。同时形成气体混合物( 2，10891，Si 108913，SiC14，Si)。

(3)第二步产生的气态混合物需要进一步提纯分解：过滤硅粉，冷凝Si 13和SiC14，而气态的 2和 1则返回反应或排入大气。然后分解冷凝液Si 13和SiC14，提纯三氯氢硅(多级蒸馏)。(4)将提纯后的三氯氢硅在H2气氛下通过高温还原工艺还原沉积出高纯三氯硅烷，生成多晶硅。其化学反应SiHCl3 H2Si HCl。

多晶硅反应容器被密封。硅池中硅棒(直径5-10毫米，长1.5-2米，80根)用电加热，1050-1100度在棒上生长多晶硅，直径可达150-200毫米.这样大约三氯氢硅的三分之一反应生成多晶硅。其余的用 2、10891、Si 13和SiC14从反应容器中分离出来。这些混合物在低温下分离，或重复使用，或返回到整个反应中。

气体混合物的分离是复杂和耗能的，这在一定程度上决定了多晶硅的成本和工艺的竞争力。

单晶硅和多晶硅的区别在于，当熔融的单质硅凝固时，硅原子在一个金刚石晶格中排列成许多晶核。如果这些晶核生长成具有相同晶面取向的晶粒，就形成了单晶硅。如果这些晶核生长成具有不同晶体取向的晶粒，就形成了多晶硅。多晶硅和单晶硅的区别主要表现在物理性能上。比如多晶硅在机械性能和电学性能上不如单晶硅。多晶硅可用作拉制单晶硅的原料。

单晶硅可以算是世界上最纯净的物质了，一般的半导体器件都要求硅的纯度在六个九以上。大规模集成电路的要求更高，硅的纯度必须达到九个九。目前，人们已经能够生产出纯度为十二九的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科技中不可缺少的基础材料。

多晶硅的应用价值在太阳能利用，单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。为了使太阳能发电有更大的市场，被消费者接受，需要提高太阳能电池的光电转换效率，降低生产成本。从国际太阳能电池的发展历程可以看出，其发展趋势是单晶硅、多晶硅、带状硅和薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜和染料薄膜)。

多晶硅和多晶硅的区别在于，当熔融的单质硅凝固时，硅原子排列成一个钻石晶格中的许多晶核。如果这些晶核生长成具有相同晶面取向的晶粒，就形成了单晶硅。如果这些晶核生长成具有不同晶体取向的晶粒，就形成了多晶硅。多晶硅和单晶硅的区别主要表现在物理性能上。比如多晶硅在机械性能和电学性能上不如单晶硅。多晶硅可用作拉制单晶硅的原料。

提炼冶金级硅并不难。其制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂。这样还原出来的硅纯度约为98-99%，但半导体工业使用的硅必须是高纯度的(电子级多晶硅要求纯度为11N，太阳能电池只要求纯度为6N)。

在提纯过程中，有一项“三氯氢硅还原法(西门子法)”的关键技术国内尚未掌握。没有这项技术，我国精炼过程中70%以上的多晶硅都是通过氯气排出，不仅精炼成本高，而且环境污染非常严重。

中国每年从石英石中提取大量工业硅，以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本。这些国家将工业硅加工成高纯晶体硅材料，以46-80美元/公斤的价格卖给中国太阳能企业。

获得高纯度多晶硅后，会在单晶炉中熔成单晶硅，然后切片用于集成电路制造。可用于二极管级、整流器件级、电路级、太阳能电池级单晶产品的生产和深加工。其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域，在军用电子设备中也占有重要地位。

多晶硅行业走势概况及预测10月中旬，国内多晶硅市场小幅上涨。10月初，国内企业平均出厂价约为132667元/吨，至本周末，国内企业对外报价波动至132883元/吨左右，整体上涨0.13%，现价较去年下跌24.63%。市场分析光伏补贴细则即将出台，多晶硅龙头企业将陆续复产，多晶硅价格将得到提振，多晶硅行业开工率将进一步上升，开工率将恢复至40%左右。

国内多晶硅光伏市场观望情绪依然弥漫。由于国内各地光伏发电补贴和上网政策迟迟未落实，下游硅料报价波动不大；太阳能产品增值税50%返还政策的出台，确实直接利好光伏下游企业，也有机会促进上游企业受益。

从整个光伏行业来看，近期新增光伏市场需求空间不大，直接导致上游多晶硅环节供需仍难以大幅逆转的局面，全年需求只能勉强维持平衡。多晶硅市场仍面临产能过剩的局面。

后市预测，随着光伏市场的逐渐回暖，多晶硅开始增加，市场供应量有所增加。但下游光伏利好向上游缓冲还需要一段时间，多晶硅后市可能上涨。预计短期内价格盘整仍将持续。

1、发展壮大中国多晶硅产业的市场条件已经基本具备、时机已经成熟，国家相关部门加大对多晶硅产业技术研发，科技创新、工艺完善、项目建设的支持力度，抓住有利时机发展壮大中国的多晶硅产业。

2、支持最具条件的改良西门子法共性技术的实施，加快突破千吨级多晶硅产业化关键技术，形成从材料生产工艺、装备、自动控制、回收循环利用的多晶硅产业化生产线，材料性能接近国际同类产品指标；建成节能、低耗、环保、循环、经济的多晶硅材料生产体系，提高我们多晶硅在国际上的竞争力。

3、依托高校以及研究院所，加强新一代低成本工艺技术基础性及前瞻性研究，建立低成本太阳能及多晶硅研究开发的知识及技术创新体系，获得具有自主知识产权的生产工艺和技术。

4、政府主管部门加强宏观调控与行业管理，避免低水平项目的重复投资建设，保证产业的有序、可持续发展。

5、 《多晶硅产能严重过剩 地方政府成主要推手》 。2009年09月07日07:07　来源：中央电视台《经济半小时》 。

6、解决国内光伏发电的政策、技术瓶颈，进一步启动国内光伏终端市场、开发新兴市场（例如让光伏发电象家电下乡一样走进家庭、走进平民生活，通过援外的方法开发非洲太阳能市场）。

7、通过科技创新提高企业竞争力，提高质量、减低消耗，优化产业布局、危机期间推进重组、淘汰落后产能、提高集中度。行业内重点扶持5~6家大而强的多晶硅企业。

以上知识分享希望能够帮助到大家！