流化床生产方法

流化床法生产太阳能发电多晶硅也有其需要解决的问题。其中一个显著的问题是流化床 中硅烷热解很容易在自由空间中产生均匀热解，从而产生大量的硅粉。这些纳米至微米级的硅粉比表面积非常高，非常容易被沾污，不容易装载运输。这种硅粉是需 要通过工艺优化尽量减少的。 　　

另外，颗粒状硅表面容易吸附氢气，也不可避免地会与反应器壁面碰撞产生金属污染，这样颗粒状多晶硅的纯度比起西门子法多晶硅要差一些。这些问题影响了这种产品在半导体行业中的运用。但对于纯度要求相对宽松的光伏行业，颗粒状多晶硅更容易被接受。 　　

流化床法中技术难度较高的除了流化床反应器之外，规模化硅烷的生产也是其中难点之一。除了式(5-8)～式(5-9)中提到的Ethyl硅烷生产方法外，现在更大规模应用的方法实际上是目前REC公司（以前美国的ASiMi公司，更早以前是Union Carbide,方法也被称作Union Carbide方法）使用的从金属娃和四氯化桂逐步氢化方法。 　　

首先是SiCl4与金属硅，氢气 在高温高压下（500～550°C，1.5～3. 5 MPa)合成三氯氢硅。再经精馏，再分配反应生产二氯二氢硅(SiH2Cl2)，并在再分配反应器内生成SiH3Cl。SiH3Cl第三次经过再分配反应生成硅烷和副产品SiH2Cl2。这三次再分配反应的转化效率都较低,分别为20%～22. 5%,9.6%，和14%。物料必须进行多次循环。整个过程要重复加热和冷却，消耗能量较高。 　　

流化床反应器中理想的反应气体是硅烷。但硅烷气体生产的复杂性和其较低 的安全稳定性也促使人们使用其他的还原气体。如德国的瓦克公司（Wacker Chemie)采用三氯氢硅作为流化床中还原气体生产粒状多晶硅。这种颗粒状多晶硅市场应用还不广泛。曾经反映出来的问题是在铸锭过程中易引起粘锅。这可能与多晶硅中含有氯成分有关。 　　

虽然流化床反应器较西门子钟罩式反应器有较大的优势，但由于所制成的硅纯度相对较低，硅粉产生的比例较高，以及使用的反应气体硅烷本身的生产制造工艺过程较复杂，硅烷的安全稳定性差，初期建设投人大，在总的成本上优势还不明显，这种方法目前的市场占有率还只有10%左右。但可以预期，随着太阳能应用的规模 进一步扩大，多晶硅产能需求的进一步提升，流化床法生产太阳能级多晶硅会得到越来越广泛的应用。 　　

流化床法生产太阳能发电多晶硅需要解决硅烷热解容易在自由空间中产生均匀热解的问题，面积非常高，又不容易被沾污，也不容易转载运输的，所以需要尽量减少；规模化硅烷的生产也是其中一个较大难点之一。

更新时间：2015-6-26 8:45:31
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