高纯晶体硅清洁高效生产关键技术研究

杜新 张旭

新特能源股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 830011

【摘 要】：太阳能不会造成环境污染，因此可以作为清洁能源使用，这也是应用太阳能光伏发电设备的主要目的。高纯晶体硅可以作为太阳能光伏发电的主要原料，因此在进行生产工作的过程中,也要注重清洁生产关键技术的研究工作，提升经济生产的工作水平。本文主要进行高纯晶体硅生产技术的研究工作，了解清洁生产技术的重要性，旨在为高纯晶体硅清洁生产提供工作的研究动力。

【关键词】：高纯晶体硅；清洁生产；

引言

太阳能是名副其实的清洁能源，不会造成过多的能源消耗，也不会造成过大程度的环境污染问题。由于太阳能资源较为丰富，因此应用优势较为显著。从近年来的应用情况来看，太阳能已经成为世界各大产业的广泛应用的新能源。但是在不断应用的过程中，也会出现一些漏洞问题。在进行实际生产过程中，积极采用清洁生产技术非常重要，本文将光伏产业的重要工作环节，也就是高纯晶体硅的生产作为主要研究内容，了解清洁生产技术的重要应用意义，旨在为高纯晶体硅生产提供更多的参考依据和战略性建议。

1 国内高纯晶体硅行业概况

由于高纯晶体硅的生产是光伏产业的重要制备环节。从目前的发展情况来看，我国光伏产业的发展潜力较大，因此对高纯晶体硅产品需求量逐渐增加，这也使我国高纯晶体硅生产行业面临极大的发展挑战。自2010年以来，我国多晶硅产业规模在不断扩大，已经占据了世界前位。由于多晶硅的生产需求较大，因此行业发展潜力较大，价格较为高昂。作为先进科学技术产业，越来越多的地方开始进行多晶硅项目的建设工作。从目前发展情况来看，我国多晶硅项目的节能水平和经济性水平难以达到国际领先水平。成本价格过于高昂，导致部分技术落后企业的淘汰，也导致整个行业面临巨大的压力，不利于多晶硅行业的健康发展。

总体来看，当前阶段国内多晶硅产业的发展前景大好，有较大规模的市场需求，但需要引起重视的是，由于多晶硅的生产成本较高，容易造成较为混乱的市场秩序问题，这导致整体工作面临较大的工作负担，因此应当有效开展高纯晶体硅清洁生产技术的研究工作，并且提升高纯晶体硅洁生产技术的应用效率。

2高纯晶体硅的生产工艺

从目前发展情况来看，应用于高纯晶体硅生产的主要工艺包括：改良西门子法，物理生产法和硅烷生产法。通常来说，改良西门子法的生产耗能较高，大概在80-200kWh/kg，纯度可以达到电子级多晶硅标准9N-12N；物理生产法的整体耗能较少，但是所产出的纯度标准较低，并且导致其纯度分布不均匀，不利于后续的电池生产工作；采用硅烷生产法，能够更大程度上提升多晶硅的生产纯度，但由于所采用的生产原料是易燃易爆危险物质，因此可能会造成安全问题。改良西门子法具有较为成熟的工作体系和工作模式，并且在投入较少的情况下，可以生产纯度较高的多晶硅产品，因此应用范围较为广泛。

3 清洁生产技术在多晶硅产业中应用

3. 1 冷氢化技术

冷氢化技术也是可以高效降低投入成本的先进技术。采用改良西门子法进行多晶硅的生产工作，其生产成本差异很大，因此在进行设计工作的过程中，不同企业在进行改良西门子法生产工作的过程中，如果选择不同的生产技术，会出现很大的价格差异。如果采用传统热氢法技术进行生产工作，会导致技术支出升高，这主要由于采用热氢法，对温度控制要求很高，需要在1000度以上的高温环境进行实际生产。但实际上，这导致三氯氢硅的转化产量不高，还要进行三氯氢硅的采购工作，导致整体成本增加。采用冷氢化技术，只需要将工作环境温度控制在300~500度之间，也提升了三氯氢硅的转化效率。从目前发展情况来看，国内多晶硅产业的冷氢化法应用率不足60%，和国际发达国家水平有较大程度的差距。主要原因是因为国内多晶硅生产企业尚未认识到采用这类技术的重要性，从而尚未积极开展冷氢化技术的应用工作。

3. 2 闭路循环技术

在进行多晶硅生产工作的过程中，可以了解到多晶硅成本占据一半以上，进行浆料的回收利用工作能降低生产成本。在进行实际生产的过程中，进行切割液的排放工作，能为化学工作提供足够的需氧量，从而避免造成其他成本支出。由此可见，进行切割液的回收利用工作，减少废水排放量，从而降低工作成本，在进行刚线切割工作的过程中，减少切割液的使用次数，从而提升工作效率，也避免造成废水处理工作的成本支出。这不但能够提升环保水平，还能够为切割线生产工作提供更多发展动力。在进行钢线切割工作的过程中，可以积极使用废砂浆，也就是将晶硅颗粒，钢线碎屑，碳化硅颗粒共同融合在切割液中，形成可以投入使用的砂浆。除此之外，还能够更大程度上实现回收循环工作，降低实际工作中的技术支出。通过采用物理工艺，进行砂浆中硅粉的分离工作，从而实现碳化硅粉的回收利用工作。在这样的工作模式下，实现闭路循环技术的实际应用，避免造成过大的技术支出，提升整体工作的经济性，实现真正意义上的环保清洁生产工作。总体来看，闭路循环技术有非常重要的应用意义。

4高纯晶体硅产业发展预测

由于高纯度多晶硅是许多工业生产领域的重要应用原料，在未来的50年内，应当不会出现更具发展优势的代替材料，因此要积极应用多晶硅，投入到工业领域的生产工作之中。随着现代化科技水平的发展力度不断加大，多晶硅的生产需求越来越大，多晶硅的产量一直处于供不应求的状态。如果不进行有效的清洁生产工作，那么必然导致落后产能的频繁出现。从近几年的发展情况来看，全球太阳能产业的应用程度越来越深，这也导致多晶硅的生产规模逐渐扩大。随着多晶硅的行业市场规模越来越大，多晶硅的生产成本和销售价格也在不断增长的过程中。我国多晶硅生产企业在不断增加。我国于上世纪50年代开始进行多晶硅工业的建设工作，到上世纪70年代已经有了一定程度的发展规模，但是由于当时生产工艺过于落后，会造成极大程度的环境污染问题，越来越多的工业企业被迫放弃进行多晶硅的生产工作。

从目前发展情况来看，我国的集成电路行业和光伏行业对多晶硅的生产需求很大，在逐步应用的过程中，我国高纯多晶硅的产能和产量都在不断增长的过程中。但我国多晶硅生产企业和生产规模没有形成较为完善的工作体系，难以有效解决多晶硅生产需求过大的缺口问题。因此长久以来，我国电子信息行业对高纯晶体硅原料依赖于国外进口。但是由于价格高昂且行业暴利情况较为严重，导致行业利润难以得到有效实现。多晶硅价格不断上涨的发展模式下，我国部分企业开始进行高纯晶体硅生产技术的研究工作，并且也不断开展高纯晶体硅项目的建设工作。多晶硅行业的高速发展，可以说是太阳能产业的推动成果，但是多晶硅行业的工作人员，也要深刻认识到高速发展带来的各类影响。我国多晶硅生产企业，应当正确认识到这种发展趋势的主要利弊。最为重要的是要进行核心技术的研究工作，将依赖进口材料的工作模式转换为自给自足生产的工作模式。

多晶硅产业作为较为先进的现代科技产业，对电力系统的工作要求较高。从目前发展情况来看，我国大力推进多晶硅产业的建设工作，在必要情况下出台电价优惠政策，从而使多晶硅企业能够更好地进行高纯晶体硅生产工作。在不断发展的过程中，我们可以了解到多晶硅产业的未来发展前景大好，高纯晶体硅的年需求量在不断增加，积极应用清洁生产技术，可以提升多晶硅产业的发展动力，也能够减少污染问题，对多晶硅产业做出更多的技术贡献，也为中国新能源产业的未来发展提供技术动力。

5 发展建议

在进行高纯晶体硅生产工作的过程中，工作人员应当充分学习清洁生产的技术概念，并且将经济生产关键技术融入到生产工艺之中，进行生产技术的改革创新工作，实现全封闭式的经济的循环生产工作，在最大程度上减少废弃排放物的排放量。也要做好废水处理工作和废弃物质处理工作。要将这类工作交由具有工作资格的企业积极进行实际操作，避免不达标废弃物质的过度排放，造成极大程度的污染问题，从而提升高纯晶体硅清洁生产关键技术的应用效率。

结语

从全球发展范围来看，清洁生产技术应当予以深入应用。如果在发生污染问题之后，再开展治理工作，那么整体效果当然不如在生产源头进行污染源的控制工作。从健康发展的角度来看，由于高纯晶体硅的生产需求较大，在不断深入的生产工作中，应当积极应用精确生产技术，降低生产成本，提高生产效率。这首先避免出现过多的落后产能，也能够更大程度上提升高纯晶体硅生产工作的清洁性和环保性，在不断应用的过程中，提升国内高纯晶体硅的生产效率，避免造成扩大程度的环境污染问题，与此同时，也为高纯晶体硅的清洁生产工作提供发展动力，促使清洁生产关键技术得到更大程度的应用。

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