目前，國(guó)際多晶硅生產(chǎn)的主流工藝是改良西門(mén)子工藝，占總產(chǎn)能85%以上，2010年用該技術(shù)生產(chǎn)的多晶硅占全球總產(chǎn)量16.7萬(wàn)噸的86.6%。

該技術(shù)成熟于上世紀(jì)70年代，在沉寂近20年后，伴隨光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，世界各國(guó)均對(duì)該技術(shù)進(jìn)行二次創(chuàng)新，如中硅高科突破了大型低溫氫化技術(shù)、大型節(jié)能還原爐技術(shù)、高效加壓精餾提純技術(shù)、高效加壓三氯氫硅合成技術(shù)、尾氣干法回收技術(shù)、四氯化硅生產(chǎn)氣相白碳黑技術(shù)和熱能綜合利用技術(shù)。隨規(guī)模化生產(chǎn)，該技術(shù)仍有提升空間。

近年來(lái)，改良西門(mén)子法技術(shù)隨其產(chǎn)量的擴(kuò)張，其競(jìng)爭(zhēng)能力得以強(qiáng)化，主流工藝地位進(jìn)一步穩(wěn)固，未來(lái)20年甚至更多年仍將是主流技術(shù)。改良西門(mén)子法因?yàn)楫a(chǎn)品純度高、生產(chǎn)成本低，可以滿(mǎn)足大規(guī)模、安全、環(huán)保生產(chǎn)要求，成為市場(chǎng)首選的主流工藝。從成本角度比較，瓦克和REC的成本已經(jīng)基本接近，顯示出該技術(shù)具備旺盛的生命力。下面介紹一下幾種主要的多晶硅的生產(chǎn)方法。

1 改良西門(mén)子法——閉環(huán)式三氯氫硅氫還原法

改良西門(mén)子法是用氯和氫合成氯化氫(或外購(gòu)氯化氫)，氯化氫和產(chǎn)業(yè)硅粉在一定的溫度下合成三氯氫硅，然后對(duì)三氯氫硅進(jìn)行分離精餾提純，提純后的三氯氫硅在氫還原爐內(nèi)進(jìn)行CVD反應(yīng)生產(chǎn)高純多晶硅。

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的多晶硅廠盡大部分采用此法生產(chǎn)電子級(jí)與太陽(yáng)能級(jí)多晶硅。

2 硅烷法——硅烷熱分解法

硅烷(SiH4)是以四氯化硅氫化法、硅合金分解法、氫化物還原法、硅的直接氫化法等方法制取。然后將制得的硅烷氣提純后在熱分解爐生產(chǎn)純度較高的棒狀多晶硅。以前只有日本小松把握此技術(shù)，由于發(fā)生過(guò)嚴(yán)重的爆炸事故后，沒(méi)有繼續(xù)擴(kuò)大生產(chǎn)。但美國(guó)Asimi和SGS公司仍采用硅烷氣熱分解生產(chǎn)純度較高的電子級(jí)多晶硅產(chǎn)品。

3 流化床法

以四氯化硅、氫氣、氯化氫和產(chǎn)業(yè)硅為原料在流化床內(nèi)(沸騰床)高溫高壓下天生三氯氫硅，將三氯氫硅再進(jìn)一步歧化加氫反應(yīng)天生二氯二氫硅，繼而天生硅烷氣。

制得的硅烷氣通進(jìn)加有小顆粒硅粉的流化床反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行連續(xù)熱分解反應(yīng)，天生粒狀多晶硅產(chǎn)品。由于在流化床反應(yīng)爐內(nèi)參與反應(yīng)的硅表面積大，生產(chǎn)效率高，電耗低與本錢(qián)低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)太陽(yáng)能級(jí)多晶硅。唯一的缺點(diǎn)是安全性差，危險(xiǎn)性大。其次是產(chǎn)品純度不高，但基本能滿(mǎn)足太陽(yáng)能電池生產(chǎn)的使用。

此法是美國(guó)聯(lián)合碳化合物公司早年研究的工藝技術(shù)。目前世界上只有美國(guó)MEMC公司采用此法生產(chǎn)粒狀多晶硅。此法比較適合生產(chǎn)價(jià)廉的太陽(yáng)能級(jí)多晶硅。

4 太陽(yáng)能級(jí)多晶硅新工藝技術(shù)

除了上述改良西門(mén)子法、硅烷熱分解法、流化床反應(yīng)爐法三種方法生產(chǎn)電子級(jí)與太陽(yáng)能級(jí)多晶硅以外，還涌現(xiàn)出幾種專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)太陽(yáng)能級(jí)多晶硅新工藝技術(shù)。

冶金法生產(chǎn)太陽(yáng)能級(jí)多晶硅

據(jù)資料報(bào)導(dǎo)：日本川崎制鐵公司采用冶金法制得的多晶硅已在世界上最大的太陽(yáng)能電池廠(SHARP公司)應(yīng)用，現(xiàn)已形成800噸/年的生產(chǎn)能力，全量供給SHARP公司。