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多晶硅生产

　　目前市场上太阳能级多晶硅产品85%以上是依靠改良西门子工艺生产制得,在改良西门子工艺生产过程中,高纯石墨以其优异的特性在多道工序中被广泛使用;例如多晶硅气相沉积的还原炉内要用到大量的石墨制品耗材,在处理副产物四氯化硅的热氢化工艺中也要用到高纯石墨材料。

　　1 气相沉积还原炉内的高纯石墨材料

　　气相沉积法生产多晶硅是在一个密闭的还原炉内进行,将特定配比的三氯氢硅与氢气的混合气通入到还原炉内,混合气在高温硅芯载体上发生沉积获得多晶硅产品;连接沉积载体硅芯和传输电流的电极之间需要一种特殊材料,能够在高温下不分解、不参与硅的反应,高纯石墨刚好能够满足这个要求; 利用高纯石墨制备的石墨件是如今固定硅芯、传输电流不可替代的材料,高纯石墨的发展有利于改进多晶硅产品的内在质量。

　　在现有技术条件下,高纯石墨制品在多晶硅生产中的应用具有不可替代性,因此如果要尽量降低石墨件对多晶硅的污染,必须从石墨件的自身质量着手。首先,选用杂质含量较低的高纯或超高纯石墨。

　　然后,采用更先进的处理技术,比如改进加工工艺,使石墨的灰分更少、强度更高;另外,可以借助如今先进的表面处理技术,可以对石墨件进行涂覆处理,如涂硅、碳化硅等。

　　还有报道称,在多晶硅还原炉内增加高纯石墨材料复合板, 这些石墨材料复合板分布在还原炉内壁与各对电极之间,可以很好的保持还原炉内的热场分布,提高热能利用率,从节能角度分析可以降低多晶硅的生产成本。

　　2 热氢化炉中高纯石墨材料

　　热氢化技术,是以四氯化硅和氢气为原料, 经120一1250℃的石墨发热体加热,进行还原反应生成三氯氢硅。四氯化硅氢化炉是热氢化工艺中的关键设备,在氢化炉内发生的热氢化反应中,会产生一定量的硅粉,当硅粉沉积在石墨发热体上的时候,沉积的硅粉会使石墨发热体之间的距离变小,并且各个石墨发热体之间存在电势差,导致石墨发热体之间发生放电,而对设备带来的损害,降低设备的使用寿命。

　　当前有研究指出,在热氢化炉内为减少热量损失,提高热效率,采取墨材料制备的换热设备的方法,将排出氢化炉的高温反应气体与进入氢化炉内的气体进行热交换;还有采用内置热辐射屏和刚性高致密性高纯石墨的方式来减少热量损失。因此高纯石墨材料在热氢化炉中的应用越来越广泛。

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