背黑锅的多晶硅产业：谁为你哭泣？

2014-03-25 01:11

　　然而，进过多年改良，西门子法和最初的生产方式已经有了很大的改变。从开环到闭环，多晶硅的制造完成了闭路循环的演变。这种改进后的方法，就叫做改良西门子法。

　　改良西门子法一直是多晶硅生产最主要的工艺方法，全世界一度有超过85%的多晶硅是采用改良西门子法生产的。过去很长一段时间改良西门子法主要用来生产半导体行业电子级多晶硅（纯度在99.9999999%～99.999999999%，即9N～11N的多晶硅）;光伏市场兴起之后，太阳能级多晶硅（对纯度的要求低于电子级）的产量迅速上升并大大超过了电子级多晶硅，改良西门法也成为太阳能级多晶硅最主要的生产方法。

　　硅烷法

　　要聊硅烷法，就不得不聊到挪威的REC公司（RenewableEnergyCorporation）。REC是全球最重要的高纯硅烷供应商，一度占据全球电子级硅烷市场80%的份额，对采用硅烷法生产多晶硅有很强的动力。

　　和保利协鑫专注于多晶硅生产、产业链条相对单一不同，传统多晶硅大厂多为电子材料综合供应商，如德国Wacker的产品涉及多晶硅、有机硅、聚醋酸乙烯、白炭黑等，而挪威REC、美国MEMC（$休斯电子材料（WFR）$）则是全球电子级硅烷的重要供应商。

　　硅烷法制造多晶硅也是一种化学方法，核心工艺是利用高纯度硅烷在反应器中热分解为高纯度硅。硅烷法可以分为两类，较早出现的是硅烷西门子法（SilaneSiemens），即用硅烷（SiH4）而非TCS作为CVD还原炉的原料，通过硅烷（包括副产品SiH2Cl2，下文简称DCS）的热分解和气相沉积来生产高纯度多晶硅棒料，REC旗下的RECSilicon公司（位于美国，包括原Asimi和SGS）采用过此方法生产电子级多晶硅;不过，REC近期的多晶硅扩建项目采用了另一种硅烷法——硅烷流化床法（SilaneFBR），将硅烷（UCC法制成的硅烷可以包含副产品DCS）通入加有小颗粒硅粉的流化床（FBR）反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅。

　　英利绿色能源的多晶硅项目就是计划采用这种生产方法。

　　冶金法

　　有别于改良西门子法和硅烷法的化学方法，冶金法是利用物理方法生产太阳能级多晶硅，其典型工艺是将纯度好的冶金硅进行水平区熔单向凝固成硅锭，去除硅锭的外表部分和金属杂质聚集的部分后，将硅锭粗粉碎并清洗，并在等离子体熔解炉中去除硼杂质，然后二次区熔单向凝固成硅锭，再次除去外表部分和金属杂质聚集的部分然后粗粉碎和清洗，最后在电子束熔解炉中除去磷和碳杂质直接生成太阳能级多晶硅。

　　当然，以上三相只是比较主流的多晶硅制备方法。流化床法等也在小量被应用。