最近幾年來(lái),我國(guó)多晶硅技術(shù)裝備取得了較大的突破,但多晶硅關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)裝備長(zhǎng)期以來(lái)仍然掌握在美、日、德等國(guó)家的代表性企業(yè)手中,技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷狀況沒(méi)有從根本上改變,我國(guó)多晶硅行業(yè)技術(shù)裝備水平仍亟待提升。
近年來(lái)我國(guó)多晶硅行業(yè)技術(shù)裝備取得的進(jìn)步主要有以下幾個(gè)方面:
其一是改良西門(mén)子法多晶硅工藝設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自主設(shè)計(jì)制造。目前,我國(guó)自主設(shè)計(jì)制造的SiHCl3合成爐單臺(tái)設(shè)備年產(chǎn)量達(dá)5000噸;可自主設(shè)計(jì)制造高效大型SiHCl3精餾塔;自主設(shè)計(jì)制造工作壓力0.6MPa12對(duì)棒、24對(duì)棒還原爐及其相應(yīng)的電氣系統(tǒng);自主設(shè)計(jì)制造24對(duì)加熱器的SiC14熱氫化爐,并已實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)中的應(yīng)用;此外,我國(guó)獨(dú)立自主開(kāi)發(fā)的SiHCl3氫還原尾氣變壓吸附回收系統(tǒng)也已在生產(chǎn)中試用。
其二是工藝裝置除采用高效精餾塔精餾提純外,引進(jìn)了濕氮除硼技術(shù)設(shè)備,提純工藝不再是單純的精餾工藝。過(guò)去在提純工藝中著重于除硼化物、磷化物和金屬化合物,而今還對(duì)除碳化物(如二甲基氯硅烷)普遍采用了加壓精餾工藝,以提高產(chǎn)量和節(jié)約能耗。還原沉積之硅棒直徑每小時(shí)增長(zhǎng)量由過(guò)去的0.35~0.5毫米增加到現(xiàn)在的1~2毫米。12對(duì)棒還原爐爐產(chǎn)量大約2000千克/爐,個(gè)別爐次甚至達(dá)3400千克/爐,24對(duì)棒還原爐爐產(chǎn)量個(gè)別爐次超過(guò)4000千克/爐,使我國(guó)西門(mén)子法裝置系統(tǒng)綜合電耗不斷下降,2005年平均電耗300~400千瓦時(shí)/千克硅,降低到目前200千瓦時(shí)/千克硅,部分骨干企業(yè)能耗指標(biāo)已接近國(guó)際先進(jìn)水平160~180千瓦時(shí)/千克硅。目前還原電耗已降低到60千瓦時(shí)/千克硅。
其三是對(duì)引進(jìn)的SIC14熱氫化技術(shù)和設(shè)備作了進(jìn)一步的改造,調(diào)整了工藝參數(shù)和改進(jìn)設(shè)備。目前,熱氫化單臺(tái)爐SiC14的處理能力為750千克/小時(shí),SiCl4的一次轉(zhuǎn)化率≥20%,電耗指標(biāo)55.23千瓦時(shí)/千克硅,系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。在低溫氫化方面,單臺(tái)氫化爐的SiC14處理能力超過(guò)5000千瓦時(shí)/千克,SiC14的一次轉(zhuǎn)化率≥20%,電耗指標(biāo)≤10千瓦時(shí)/千克硅,系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí),國(guó)內(nèi)幾家大的多晶硅廠普遍采用了還原尾氣干法回收系統(tǒng)。SiC14、HCl的回收率在95%以上,有的企業(yè)還將改良西門(mén)子法多晶硅生產(chǎn)中的副產(chǎn)物作原料生產(chǎn)白炭黑,低沸物SiHCl3則用來(lái)生產(chǎn)有機(jī)硅單體。
然而,記者了解到,在我國(guó)現(xiàn)有的40多家主要的多晶硅生產(chǎn)企業(yè)中,大部分技術(shù)裝備以引進(jìn)俄羅斯、德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)的改良西門(mén)子法為主。內(nèi)蒙古鄂爾多斯硅業(yè)公司總經(jīng)理王鵬向記者指出,我國(guó)目前還缺乏自主的先進(jìn)工藝技術(shù)和生產(chǎn)裝備,生產(chǎn)多晶硅片用的鑄錠爐、線(xiàn)鋸等關(guān)鍵設(shè)備和關(guān)鍵配套件仍主要依賴(lài)進(jìn)口。因此,發(fā)展我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型多晶硅制備技術(shù)裝備,加快硅片加工相關(guān)工藝技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備的研究開(kāi)發(fā),打破國(guó)外制約,有效降低光伏系統(tǒng)設(shè)備和發(fā)電成本,增強(qiáng)中國(guó)多晶硅產(chǎn)業(yè)在世界市場(chǎng)上的話(huà)語(yǔ)權(quán)已是迫在眉睫。