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太阳能级多晶硅装置工艺路线比较

2021-08-28张晓辉周齐领

化工设计 2021年4期

张晓辉 周齐领

中国成达工程有限公司 成都 610041

多晶硅是最主要的光伏材料,可直接或加工成单晶硅后用于制造太阳能光伏电池板。目前,全球晶硅光伏电池占太阳能电池市场95%以上。

国内的多晶硅行业自2005年进入井喷式蓬勃发展期,产业规模迅速扩大。行业依次经历了产能调整期、稳步扩产期和产能释放高峰期,至2019年底,国内总产能已超45万t/a。2020年起,国外的产能有所降低,国内的部分老旧产线也陆续退出。下游光伏产业随着单晶硅电池技术的突破(成本大幅降低,实现光伏发电平价上网),产能不断扩大。国内硅料市场供应趋紧,多晶硅价格经多年低迷后再度看涨,多晶硅装置的再一轮扩能已在路上。

生产太阳能级多晶硅主要采用改良西门子法路线,此外,硅烷流化床法也是近年来备受关注的技术路线,国内如保利协鑫旗下的中能等企业一直在投入力量进行相关研究。本文将这两种工艺路线进行全面的比较和论述。

1 多晶硅主要技术路线简述

1.1 改良西门子法技术简述

西门子法最初由德国Siemens公司实现工业化,经过三代技术发展,通过增加还原尾气干法回收系统和四氯化硅氢化工艺而形成了完全闭路循环的三氯氢硅氢还原工艺。

本文统一以外购三氯氢硅为原料作比较基准,不考虑三氯氢硅合成工序。采用改良西门子法工艺路线,氢化工序采用冷氢化技术,其具体的流程设置框图见图1。

图1 氢化工序流程

1.2 硅烷流化床法技术简述

硅烷法通常采用钟罩式分解炉和流化床两种方式生产多晶硅。……

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