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多晶矽生產工藝過程,氯氣氯化氫水分測定及相關ray小雷竞技儀應用與選型

更新時間:2025-01-10   點擊次數:324次

多晶矽作為(wei) 光伏及半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 鏈的上遊近年發展潛力巨大,多晶矽的生產(chan) 包括兩(liang) 大主流工藝,改良西門子法和矽烷流化床法,目前全球主流的多晶矽生產(chan) 方法是改良西門子法,國內(nei) 外95%以上的多晶矽是采用改良西門子法生產(chan) 的,是目前應用最為(wei) 廣泛的生產(chan) 技術。

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西門子法製備多晶矽過程,首先將氯氣與(yu) 氫氣結合生成氯化氫,然後氯化氫氣體(ti) 和工業(ye) 矽粉再合成三氯氫矽,合成工藝的產(chan) 生的合成氣送至尾氣回收工序進行分離,分離出的氫氣(回收氫氣)經純化後送至還原工序或氫化工序循環使用,分離出的氯化氫 (收氯化氫氣體(ti) )返回三氯氫矽合成工序,分離出的氯矽烷液體(ti) 送至精餾提純工序提純, 提純後的三氯氫矽送至三氯氫矽還原工序,在氫還原爐內(nei) 進行 CVD反應生產(chan) 高純多晶矽,還原氣進入尾氣回收工序,提純後的四氯化矽送四氯化矽氫化工序氫化,氫化氣再送至尾氣回收工序,整個(ge) 生產(chan) 過程包括合成、 精餾、 還原、氫化、尾氣回收等工序。

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最終生產(chan) 的多晶矽融化冷卻後製成多晶矽錠,也可通過直拉法或區熔法生成單晶矽。多晶矽錠和單晶矽棒均可進一步切割加工,進而成為(wei) 光伏組件的關(guan) 鍵部分;或者進行打磨、拋光、外延、清洗等工藝形成矽晶圓片,作為(wei) 半導體(ti) 電子器件的襯底材料。

多晶矽生產(chan) 工藝,過程ray小雷竞技儀(yi) 的必要性:

多晶矽在生產(chan) 過程中,需要使用或者存在大量易燃易爆、有毒及腐蝕性氣體(ti) 如H2、CL2、HCL等,無論是安全需要還是質量控製或者是降本增效的目的,都需要對多晶矽生產(chan) 過程中的氣體(ti) 進行實時分析監測。

1、工藝控製

合成階段需要用到純氯氣和氫氣合成氯化氫氣體(ti) ,需要對氫氣微量氧、露點、CO、CO2、CH4等雜質進行檢測,氯氣需要嚴(yan) 格控製水分含量,因此需要檢測氯氣中微量水分含量。

精餾工序是對氯矽烷合成、外購氯矽烷、還原爐尾氣回收的氯矽烷、氫化爐尾氣回收的氯矽烷進行多塔連續精餾、除去B、P等雜質,製取高純三氯氫矽產(chan) 品和四氯化矽產(chan) 品。的是P、 B、 Fe、 C 、As、Sb等雜質含量

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還原階段需要氫氣作為(wei) 還原劑參與(yu) 還原反應,若氫氣中氧含量大於(yu) 20ppm,露點大於(yu) -30 ℃時,會(hui) 使三氯氫矽發生水解或氧化,有CO2、CO時則會(hui) 使還原爐內(nei) 襯底氧化,對多晶矽產(chan) 品質量產(chan) 生直接影響。同時還原爐內(nei) 需要通氮氣作為(wei) 保護氣體(ti) ,氮氣在還原爐置換過程中大範圍與(yu) 原料三氯氫矽和氫氣接觸,氮氣露點微量氧含量將極大影響多晶矽質量,因此也需要對氮氣的微量氧、微量水進行監測,檢測達標後進行吹掃置換。

尾氣回收階段,合成、還原、氫化工序排出的反應氣,尾氣回收係統集中回收,然後再分離成氯矽烷混合液、 氯化氫和氫氣,回收氫送至氫氣儲(chu) 罐,氯化氫送至合成工序氯化氫儲(chu) 罐,氯矽烷混合液送至精餾工序再利用,對於(yu) 回收的氯化氫和氫氣也需要對其質量進行監控,保證水分和微量氧達標。

2、安全監控

多晶矽生產(chan) 工藝過程存在大量CL2、HCL等強腐蝕性氣體(ti) ,水分含量超標會(hui) 對管道、門閥等產(chan) 生腐蝕,因此對於(yu) 氯氣微量水、氯化氫總管中微量水等都需要實時監控。

氫化階段需要監測氫化尾氣組份中氫氣含量,防止氫氣含量超標引起的爆炸風險。


多晶矽生產(chan) 工藝,過程ray小雷竞技儀(yi) 的選型:

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在多晶矽生產(chan) 過程分析儀(yi) 器方麵,電解法微量水分析儀(yi) ,可以監測氯氣、氯化氫等腐蝕性氣體(ti) 中微量水含量;

氫氣及吹掃氮氣中微量水、微量氧可以使用薄膜電容原理的露點儀(yi) 和電化學原理的微量氧分析儀(yi) 進行檢測。

TDLAS激光原理的分析儀(yi) 可以監測氯氣、氯化氫等氣體(ti) 濃度含量;熱導原理的氫氣分析儀(yi) 可以監測回收尾氣中氫氣的濃度含量及純度。