[发明专利]一种多晶硅生产原料及多晶硅生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅领域，具体而言，涉及一种多晶硅生产原料及多晶硅生产方法。

背景技术

随着世界经济的发展，能源的需求量在不断的增加，传统化石能源已经快要耗尽，寻找一种低碳、清洁、可再生的新能源已经成为当前世界经济发展的主要议题。太阳能光伏能源具有可再生、清洁、低碳等诸多优点，在未来的世界能源发展过程中，光伏太阳能必将成为世界各国能源来源的首选，因此世界各国目前均在大力发展光伏太阳产业，以减少对传统化石能源的依赖性。

太阳能级多晶硅是太阳能光伏发电产业最基础的材料。现在世界各国都在大力发展自己的太阳能级多晶硅生产技术，但是全球最先进的太阳能级多晶硅生产技术主要还是掌握在世界少数几家大型企业手中，其对外也是保密的。

目前国内外绝大多数多晶硅生产企业均采用第三代闭环式改良西门子法生产工艺，即采用高纯的三氯氢硅(SiHCl₃，Trichlorosilane，简称TCS)和氢气混合反应生产太阳能级多晶硅。

但是，现有的生产工艺还存在一些问题，如尾气处理不便等。因此寻找一种能够利用生产尾气成为了当前多晶硅生产企业进一步扩大生产规模的又一主要难题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提出了一种多晶硅生产原料及多晶硅生产方法。

本发明是这样实现的：

本发明的第一方面，提供了一种多晶硅生产方法。

本发明提供的多晶硅生产方法利用来自三氯氢硅和氢气还原制备多晶硅的生产工艺中产生的还原尾气为原料制备多晶硅。

多晶硅生产方法包括：

从还原尾气中回收含有三氯氢硅、四氯化硅以及二氯二氢硅的氯硅烷物料；

调节氯硅烷物料中的三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅的摩尔比为1:0.03～0.2:0.05～0.3以得到混合料；

使氢气与混合料接触并发生还原反应，氢气与气态的混合料是按照1:3～10的预设摩尔比接触的，且预设摩尔比是：气态的混合料中的三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅的总摩尔量与氢气的摩尔量之比。

在较佳的一个示例中，混合料是以气态的形式为提供的。

在较佳的一个示例中，使氢气与气态的混合料接触之前，对气态的混合料进行纯化处理，以除去混合料中的金属元素、硼元素、磷元素以及碳元素。

在较佳的一个示例中，对气态的混合料进行纯化处理的方法是：以树脂作为吸附剂与气态的混合料接触，以吸附金属元素、硼元素、磷元素以及碳元素的单质、化合物。

在较佳的一个示例中，在使氢气与气态的混合料接触时，气态的混合料的温度为400～450℃。

在较佳的一个示例中，气态的混合料的温度为420～446℃。

在较佳的一个示例中，氢气与气态的混合料是在还原炉内接触并发生还原反应的，且气态的混合料是从还原炉的底部被注入的。

在较佳的一个示例中，还原炉内的温度为1000～1200℃。

在较佳的一个示例中，预设摩尔比是1:4～8。

本发明的第二方面，提供了一种多晶硅生产原料.

本发明提出的多晶硅生产原料可被用于作为通过三氯氢硅和氢气还原制备多晶硅的工艺中的硅源物料。

多晶硅生产原料含有摩尔配为1:0.03～0.2:0.05～0.3的三氯氢硅、四氯化硅以及二氯二氢硅。

本发明实施例的有益效果：

1、本发明利用的是三氯氢硅、四氯化硅与二氯二氢硅混合物作为原料，且高效地利用四氯化硅与二氯二氢硅，从而有效解决多晶硅生产工艺中废弃物四氯化硅、二氯二氢硅排放和处理难的问题。

2、二氯二氢硅的活性比三氯氢硅强，因此当有二氯二氢硅存在时，炉内的反应活性增强，硅的沉积速度也大幅度提高，还原炉的热量需求量相应的减少，以达到有效地节约用电。四氯化硅和二氯二氢硅不仅能够提高多晶硅的生产效率，同时还能增大主体原料三氯氢硅的利用效率。

3、混合原料气进入还原炉之前需要通过树脂吸附装置，去除B、P、C和其他金属杂质，保证多晶硅产品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为现有多晶硅生产工艺流程示意图；

图2为本发明实施例提供的多晶硅生产方法的工艺流程示意图。

具体实施方式