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我国多晶硅装备提升已在路上

发布日期:2021-01-28 13:08浏览次数:
本文摘要:中国化工机械网消息:中国对高纯硅材料的研究始于1958年,1964年开始产业化。1965年生产了中国第一台多晶硅炉,炉产量严重不足10公斤。 在随后的40年里,中国多晶硅经历了“启动-低水平重复-关停转-全面下滑”的艰难历程。直到2005年,我国多晶硅年产量仍严重不足100吨,与发达国家多晶硅生产水平相差甚远。 但在2005年至2008年的三年时间里,在不受市场导向影响的情况下,中国先后建立了10多家1000吨以上的多晶硅企业。

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中国化工机械网消息:中国对高纯硅材料的研究始于1958年,1964年开始产业化。1965年生产了中国第一台多晶硅炉,炉产量严重不足10公斤。

在随后的40年里,中国多晶硅经历了“启动-低水平重复-关停转-全面下滑”的艰难历程。直到2005年,我国多晶硅年产量仍严重不足100吨,与发达国家多晶硅生产水平相差甚远。

但在2005年至2008年的三年时间里,在不受市场导向影响的情况下,中国先后建立了10多家1000吨以上的多晶硅企业。近年来,我国多晶硅技术和设备取得了小的突破,但关键的多晶硅生产技术和设备长期以来仍掌握在美国、日本、德国等国家的代表企业手中。

技术封锁和市场垄断并没有完全改变,中国多晶硅行业的技术装备水平仍亟待提高。内蒙古神州硅业公司副总理刘淑萍向记者解释说,和多晶硅材料研究一样,国内多晶硅技术和设备的发展也跟得上20世纪60年代。代表工厂有峨眉半导体材料研究所和洛阳中硅半导体材料研究所,但仍未能大规模生产。

直到2001年由峨眉半导体材料研究所重组的四川广信硅业科技有限公司(以下简称“广信硅业”)1000吨多晶硅国家示范项目于2007年2月投产,2月形成国内多晶硅规模分解成套技术装备。近两年来,在相当大的市场需求的激励下,国内许多多晶硅企业已经开始尝试将自己的研发与国外技术相结合,并计划开发低成本的多晶硅规模化生产技术和设备,特别是冶金法和硅烷法。

与此同时,多晶硅铸锭炉、坩埚、还原炉、氢化炉等一些关键设施、材料和设备以及相关的电气设施也逐渐国产化,使得多晶硅和下游太阳能电池的生产成本增加成为可能。刘淑萍指出,近年来,我国多晶硅行业的技术装备发生了变化,主要表现在以下几个方面:一是西门子多晶硅工艺设备得到改进,自主设计和生产建成。目前国内自主设计生产的四氯化硅制备炉单台设备年产量约5000吨;能独立设计生产高效大型四氯化硅蒸馏塔;自行设计的工作压力为0.6兆帕12的12对篮式和24对篮式还原炉及其相应的电气系统;独立设计生产24对加热器SiC14热加氢炉,并已建成投产应用;此外,我国自主研发的变压导电氢还原为尾气的再利用系统也已投入生产试用。

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其次,工艺装置采用高效精馏塔进行精馏制备,并引入了滑氮脱硼技术设备,因此制备过程仍然是一个完整的精馏过程。过去的制备工艺主要是去除硼化物、磷化物和金属化合物,现在为了增加产量和节约能耗,广泛采用冷却蒸馏工艺去除碳化物(如二甲基氯硅烷)。硅篮直径的逐时增长减少到沉积,从过去的0.35 ~ 0.5 mm减少到现在的1 ~ 2 mm。

12对篮式还原炉产量在2000kg/炉左右,有的时候甚至在3400kg/炉左右。24对篮式还原炉产量高达4000kg/炉,大大增加了西门子工艺装置系统在国内的综合电耗。

2005年平均用电量300 ~ 400 kWh/kg硅,目前降到200 kWh/kg硅。一些骨干企业的能耗指标已经和国际*差不多了。目前,降低功耗已降至60千瓦时/千克硅。

第三,热氢技术和设备 碳化硅和盐酸的回收率在95%以上。一些企业还将改善西门子多晶硅生产的副产品,而不使用它作为生产白炭黑的原料,而沸点较低的氯化硅将用于生产有机硅单体。然而,记者了解到,在中国40多家主要多晶硅生产企业中,大部分技术设备都是基于引进到俄罗斯、德国、美国、日本等国家的改良西门子法。

内蒙古鄂尔多斯硅业公司总经理王鹏对记者表示,中国仍然缺乏自律的先进设备、工艺技术和生产设备,生产多晶硅片的铸锭炉、线钩等关键设备和关键设施仍然主要依靠进口。因此,在中国开发具有自主知识产权的新型多晶硅制造技术和设备,减缓硅片加工所涉及的工艺技术和生产设备的研发,超越国外限制,有效降低光伏系统设备和发电成本,增强中国多晶硅产业在世界市场的话语权,已迫在眉睫。


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