晶体硅太阳电池生产工艺流程
1、工业硅冶炼:
原理是 SiO2+2C=2CO↑+Si
2、硅的提纯:
国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
(1)石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,其化学反应SiO2+2C=2CO↑+Si
硬质合金丝锥(2)为了满足高纯度的需要,必须进一步提纯。
组织芯片
把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中,生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCl3)。其化学反应Si+HCl→SiHCl3+H2↑,反应温度为300度,该反应是放热的。同时形成气态混合物(Н2,НС1,SiНС13,SiC14,Si)。
(3)第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯,需要分离:过滤硅粉,冷凝SiНС13,SiC14,而气态Н2,НС1返回到反应中或排放到大气中。然后分离冷凝物SiНС13,SiC14,净化三氯氢硅(多级精馏)。
(转炉除尘4)净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺,以高纯的SiHCl3一次性封条在H2气氛中还原沉积而生成多晶硅。其化学反应多媒体互动教学系统SiHCl3+H2→Si+HCl。
3、多晶硅铸锭与直拉单晶
参观内容。
4、制硅片
参观内容。
从三氯氢硅汽化器来的三氯氢硅与氢气的混合气体,送入还原炉内。在还原炉内通电的炽热硅芯/硅棒的表面,三氯氢硅发生氢还原反应,生成硅沉积下来,使硅芯/硅棒的直径逐渐变大,直至达到规定的尺寸。氢还原反应同时生成二氯二氢硅、四氯化硅、氯化氢和氢气,与未反应的三氯氢硅和氢气一起送出还原炉,经还原尾气冷却器用循环冷却水冷却后,直接送往还原尾气干法分离工序。
还原炉炉筒夹套通入热水,以移除炉内炽热硅芯向炉筒内壁辐射的热量,维持炉筒内壁的温度。出炉筒夹套的高温热水送往热能回收工序,经废热锅炉生产水蒸汽而降温后,循环回本工序各还原炉夹套使用。
用氢气置换炉内氮气(氮气排空),然后加热运行,因此开车阶段要向环境空气中排放氮气,和少量的真空泵用水(可作为清洁下水排放);在停炉开炉阶段(约5-7天1次),先用氢气将还原炉内含有氯硅烷、氯化氢、氢气的混合气体压入还原尾气干法回收系统进行回收,然后用氮气置换后排空,取出多晶硅产品、移出废石墨电极、视情况进行炉内超纯水洗涤,因此停炉阶段将产生氮气、废石墨和清洗废水。氮气是无害气体,因此正常情况下还原炉开、停车阶段无有害气体排放。废石墨由原生产厂回收,清洗废水送项目含氯化物酸碱废水处理系统处理。
5、太阳能电池片与太阳能电池生产工艺流程
彩铅芯图一 晶体硅太阳电池生产工艺流程