浅析单晶硅的生产现状 发表时间：2018-07-23T16:41:02.197Z 来源：《知识-力量》2018年8月上作者：高磊刘佳佳[导读] 本文综述了制造光伏电池和集成电路用单晶硅的特点，对直拉法生长单晶硅的基本原理及生产工艺进行论述，并且分析了直拉法单晶生长过程中的主要杂质及其来源。（郑州大学，河南郑州 450001） 摘要：本文综述了制造光伏电池和集成电路用单晶硅的特点，对直拉法生长单晶硅的基本原理及生产工艺进行论述，并且分析了直拉法单晶生长过程中的主要杂质及其来源。关键词：单晶硅直拉法生产工艺前言 单晶硅属于立方晶系，金刚石结构，是一种性能优良的半导体材料。应用于制作晶体管、微处理器、存储器、模拟电路等，其中90%的半导体器件和集成电路都是用硅单晶制作的。目前，单晶硅在太阳能光伏电池和集成电路中的应用最为广泛。 随着电子通讯行业和太阳能光伏产业的快速发展，半导体工业也随之迅猛发展。到目前为止，太阳能光电工业基本上是建立在硅材料基础之上的，以硅材料为主的半导体专用材料在国民经济、军事工业中的地位非常重要，全世界的半导体器件中有95 % 以上是用硅材料制成。其中单晶硅则是半导体器件的核心材料，单晶硅属于立方晶系，具有类似金刚石的结构，硬度大，在较宽的温度范围内，都能够稳定地工作，其热稳定性和电学性能非常好。硅材料的优点及用途决定了它是目前最重要、产量最大、发展最快、用途最广泛的一种半导体材料。因此，单晶硅制备工艺发展迅速，产量大幅增加。 1单晶硅生产工艺 当前制备单晶硅主要有两种技术，根据晶体生长方式不同，可分为悬浮区熔法和直拉法。这两种方法制备的单晶硅具有不同的特性和不同的器件应用领域，区熔单晶硅主要应用于大功率器件方面，而直拉单晶硅主要应用于微电子集成电路和太阳能电池方面，是单晶硅的主体。 区熔法：在整个制备单晶硅的过程中，不需要使用石英坩埚支撑，高温的硅并没有和任何其它物质接触，因而很容易保持高纯度。这种方法制备的单晶硅氧含量低，但是不容易生长出较大直径的硅单晶。 直拉法：也被简称为CZ 法，现已成为制备单晶硅材料最为重要的方法之一。CZ法是将原料装在一个石英坩埚中，外面用石墨加热器进行加热，当原料被加热器熔化后，将籽晶插入熔体之中，在合适的温度下，边转动边提拉，即可获得所需单晶。直拉法的优点是：可以方便地观察晶体生长过程、晶体生长时内部热应力小、可以方便地使用“缩颈”工艺，降低位错密度，成品率高、方便的控制温度梯度、有较快的生长效率。 直拉法生长单晶的具体工艺过程包括装料、化料、熔接、引晶、放肩、转肩、等径生长和收尾这几个阶段： 1.装料：根据所设计的投料量，将块状多晶硅料装入石英坩埚内并放入到单晶炉中。在此阶段有两个问题需要特别注意: 投料量和熔料温度，避免在化料过程中产生不利的问题，例如挂边、破裂。 2.抽真空：将单晶炉内的空气抽出，真空合格后充入保护气体氩气。 3.化料：打开功率进行加热，使炉体上升到1500℃左右。熔硅时，应注意炉内真空度的变化，一般来说，在流动气氛下或在减压下熔硅比较稳定。熔硅温度升到1000℃时应转动坩埚，使坩埚各部受热均匀。 4.熔接：当硅料全部溶化，调整加热功率以控制熔体的温度。待熔体稳定后，降下籽晶至离液面3-5mm 距离，使籽晶预热，以减少籽晶与溶硅的温度差，从而减少籽晶与溶硅接触时在籽晶中产生的热应力。预热充分后的籽晶则可以继续下降与液面进行熔接，同时籽晶保持一定的旋转速度。 5.引晶：为排除籽晶在熔接时由于受热冲击而产生的位错延伸到晶体中，需要控制籽晶生长出一段长为100mm左右、直径为3～5mm的细颈，在引晶过程中需注意两个关键因素：坩埚的位置和液面温度。 6.放肩：为使得晶体直径达到制备要求的尺寸，进行放肩。引晶完成后，将拉速降低，同时降低功率开始放肩。放肩角一般控制在140°至160°之间，需适当调整放肩速度，保持圆滑光亮的放肩表面。放肩过程可通过降低拉速或者降低温度实现。 7.转肩：当放肩过程达到目标直径时，要对它的生长进行控制，通过提高拉晶速度进行转肩，使肩近似直角，进入等直径的纵向生长。 8.等径：当晶棒长到一定长度，就可以对其直径进行等径控制，以确保单晶棒直径的上下一致。等径过程在整个拉晶工艺中占用时间最多也是最重的阶段，这个阶段的工艺直接决定了单晶硅棒的质量。不仅要控制好晶体的直径，更为重要的是保持晶体的无错位生长。 9.收尾：在晶体生长接近尾声时，生长速度再次加快，同时升高硅熔体的温度，使得晶体的直径不断缩小，形成一个圆锥形，最终晶体离开液面，单晶硅生长完成。收尾的作用是防止位错反延。 10.停炉：当单晶硅与液面脱离后，不能立刻把晶棒升高，而是缓慢降低加热器功率直至为零，仍保持氩气的正常流通直至完全冷却，以防止空气对单晶硅表面的氧化。 2直拉单晶中存在的主要杂质目前，在直拉单晶硅中，主要杂质是氧和碳。 （1）单晶硅中的氧杂质在CZ法生长中，氧是直拉单晶硅中的主要杂质，氧不可避免地掺入硅单晶。其途径是在硅的熔点（1420℃）附近，熔硅与石英坩埚作用，生成sio进入硅熔体，溶解的氧经由熔体的对流和扩散传输到晶体和熔体的界面或自由表面。熔体中的部分氧在熔体自由表面蒸发，而余下的氧则通过晶体和熔体界面分凝而渗入晶体内。在实际直拉单晶硅中，氧浓度的表现为头部高、尾部低，在收尾处氧浓度有所上升，同时，氧浓度从单晶硅的中心部位到边缘是逐渐降低的。这是受晶体生长工艺变化的影响。 (2)单晶中的碳杂质
各类污水处理技术
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金属1001 覃文远3080702014 单晶硅制备方法 我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。 单晶硅，英文，Monocrystallinesilicon。是硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。 用途：单晶硅具有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金属光泽，能导电，但导电率不及金属，且随着温度升高而增加，具有半导体性质。单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第ЩA族元素，形成P型半导体，掺入微量的第VA族元素，形成N型，N型和P型半导体结合在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。 单晶硅是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。在开发能源方面是一种很有前途的材料。 单晶硅按晶体生长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材，外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。 直拉法 直拉法又称乔赫拉尔基斯法（Caochralski）法，简称CZ法。它是生长半导体单晶硅的主要方法。该法是在直拉单晶氯内，向盛有熔硅坩锅中，引入籽晶作为非均匀晶核，然后控制热场，将籽晶旋转并缓慢向上提拉，单晶便在籽晶下按照籽晶的方向长大。拉出的液体固化为单晶，调节加热功率就可以得到所需的单晶棒的直径。其优点是晶体被拉出液面不与器壁接触，不受容器限制，因此晶体中应力小，同时又能防止器壁沾污或接触所可能引起的杂乱晶核而形成多晶。直拉法是以定向的籽晶为生长晶核，因而可以得到有一定晶向生长的单晶。 直拉法制成的单晶完整性好，直径和长度都可以很大，生长速率也高。所用坩埚必须由不污染熔体的材料制成。因此，一些化学性活泼或熔点极高的材料，由于没有合适的坩埚，而不能用此法制备单晶体，而要改用区熔法晶体生长或其
果汁生产废水处理 技 术 方 案
有限公司2016 年11 月
摘要 果汁废水主要来自冲洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐装工段的洗瓶、灭菌、 破瓶损耗和地面冲洗等环节。废水中含有较高浓度的糖类、果胶、果渣及水溶物和纤维素、果酸、单宁、矿物盐等。果汁废水中含有的糖类主要为果糖、葡萄糖、蔗糖，三者所占的比例为2：1：1.废水中含有大量的有机酸，不同的生产工艺 阶段，所产生的废水具有不同的特点，即使在同一阶段，废水水质也因产品不同而差异较大。本方案使用水解酸化+SBR 的处理工艺进行处理，采用此工艺， 不但使处理流程简洁，也节省了运行费用。 。
第一章概述 一．果汁废水特点 1、果汁废水构成 企业废水组成较为复杂，一般都有十多种废水需要处理，他们是：洗果排放水、设备清洗废水、消毒清洗废水、果汁冷凝水、设备冷却水、设备外部清洗水、地面清洗水及其他排放废水。 2、主要废水水质描述 生产废水总排放池出口水质浓度，随企业的设备、工艺、管理的差异排水水质有较大波动。 ⑴、生产设备清洗废水：清洗废水周期性集中排水，对污水处理设施有较大冲击，一般需将清洗设备的高浓度酸碱水、消毒水等先做预处理（中和），然后 再排入污水处理系统。 (2)、消毒废水：设备清洗后需要消毒，消毒废水若直接排入污水处理系统， 因其含有杀菌剂，将抑制生化过程的进行，导致微生物不能存活，所以这部分废水在直接排入生化系统前，需要在调节池中进行专门的处理，以保证系统正常运行。 ⑶、⑸、果汁冷凝水：该水为稀果汁浓缩单元产生的废水，水量较大，清澈 透明，一般认为无污染，但分析证实该水COD 为1000-1500 mg/L ，感官虽好，但污染较重。
化学法制取单晶硅 ?单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。 原料→多晶硅→单晶硅 一、多晶硅的制备 多晶硅产品分类: 多晶硅按纯度分类可以分为冶金级（工业硅）、太阳能级、电子级1、冶金级硅（MG）：是硅的氧化物在电弧炉中被碳还原而成。一般含Si为90-95%以上，高达99.8%以上。 2、太阳级硅(SG)：纯度介于冶金级硅与电子级硅之间，至今未有明确界定。一般认为含Si在99.99%–99.9999%（4～6个9）。 3、电子级硅（EG）：一般要求含Si>99.9999%以上，超高纯达到99.9999999%～99.999999999%（9～11个9）。其导电性介于 10-4–1010欧厘米。 多晶硅生产技术主要有： 1改良西门子法 2硅烷法 3流化床法
4正在研发的还有冶金法、气液沉积法、重掺硅废料法等制造低成本多晶硅的新工艺。 （一）、西门子法（三氯氢硅还原法） 西门子法（三氯氢硅还原法）是以HCL（或Cl2、H2）和冶金级工业硅为原料，将粗硅（工业硅）粉与HCL在高温下合成为SiHCl3，然后对SiHCl3进行化学精制提纯，接着对SiHCL3进行多级精馏，使其纯度达到9个9以上，其中金属杂质总含量应降到0.1ppba以下，最后在还原炉中1050℃的硅芯上用超高纯的氢气对SiHCL3进行还原而长成高纯多晶硅棒。国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。生产流程 （1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅，其化学反应SiO2+C→Si+CO2（2）为了满足高纯度的需要，必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCL)与之反应在一个流化床反应器中，生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCl3)。其化学反应Si+HCl→SiHCl3+H2↑反应温度为300度，该反应是放热的。同时形成气态混合物(Н2,НCL,SiНСL3,SiCL4,Si)。 （3）第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯，需要分解:过滤硅粉，冷凝SiНС13,SiC14，而气态Н2,НС1返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiНС13,SiC14，净化三氯氢硅（多级精馏）。
长春单晶硅项目规划建设方案 投资分析/实施方案
摘要 硅棒在2018年和2020年能分别达到1942万片/月和2130万片/月，预计2015年到2020年之间符合年均增速为5.4%。硅棒指的是作用主要是耐火耐高温材料，做高温发热的元件,为无色立方或六方晶体，表面氧化或含杂质时呈蓝黑色。 从生产工艺来看，单多晶生产工艺差别主要体现在拉棒和铸锭环节，其中单晶硅棒工艺对设备、生产人员的要求严格，早期单晶硅片因长晶炉投料量、生长速率、拉棒速度等方面技术不够成熟，生产成本居高不下，而多晶硅锭使用铸锭技术成本优势明显而占据主要市场份额。 该单晶硅棒项目计划总投资18233.16万元，其中：固定资产投资14372.82万元，占项目总投资的78.83%；流动资金3860.34万元，占项目总投资的21.17%。 本期项目达产年营业收入36005.00万元，总成本费用27220.79万元，税金及附加349.50万元，利润总额8784.21万元，利税总额10345.33万元，税后净利润6588.16万元，达产年纳税总额3757.17万元；达产年投资利润率48.18%，投资利税率56.74%，投资回报率36.13%，全部投资回收期4.27年，提供就业职位655个。
长春单晶硅项目规划建设方案目录 第一章项目概论 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标
论城市环境污水处理技术的应用 发表时间：2019-04-29T16:46:34.773Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：朱能煌 [导读] 摘要：文章主要从环境工程中城市污水处理中常见的技术出发，并且分别阐述了环境工程中城市污水处理的不足及其应对措施，以期为行业提供参考与借鉴。 东莞市清溪长山头三新水务有限公司 摘要：文章主要从环境工程中城市污水处理中常见的技术出发，并且分别阐述了环境工程中城市污水处理的不足及其应对措施，以期为行业提供参考与借鉴。 关键词：技术应用；城市污水处理；环境工程 一、环境工程中城市污水处理中常见的技术 1.CASS 法 CASS 法的原理是使用生物反应来进行一种城市污水处理的普遍的技术，污水先通过前端的生物选择区，后进入撤水、曝气、沉淀处理装置，从而保证了污水处理的循环性能，可以减少二次沉淀装置和污泥回流装置。 2.SBR技术 SBR技术是通过间歇式活性去污泥法并满足不同种类城市污水处理的处理要求去除污水中的杂质，是一种使用频率高的技术。根据生物技术的调整，SBR技术还可以细分成氧化沟和A 2 /O以及生物膜法。 3.MSBＲ法 该技术是融合了传统的活性污泥法以及 SBＲ技术而产生的新型的污水处理工艺，处理后的水质比较稳定，且系统运行较稳、成本也低、城市占地较少，有效地节约了城市用地，是集约化程度最高的污水处理技术。 4.AB 法 是一种较为新型的活性污泥技术，对污水的处理分成两段来进行。其中 A 段负荷较高，能够对 pH 进行缓冲并且抵抗有毒有害物质的影响，投资成本较低且能量损耗较少，适用于经济发展水平较低的城市，不过其很明显的缺陷就是污泥的产量相对较高。 5.A 2 /0 法 基于磷在缺氧情况下被释放且在有氧情况下被吸收的特性，有机氮可以在硝化细菌的作用下变成硝态氮进去缺氧区域发生硝化作用，达到优异的脱氮效果，A 2 /0 污水处理法就是利用这一原理来达到处理污水的目的。A 2 /0 污水处理法可以使得COD/BOD等物质拥有良好的脱氮效果，这是一种操作简单而且反应效果明显的污水处理方式，唯一的缺点是使用这种方法会产生大量的污泥，但因处理污水的效果不过值得大力推广。 二、城市污水处理存在的问题 1.城市污水处理存在的不足 （1）排水系统功能较为单一 从1986年开始的“七五”国家计划，城市污水处理作为其中社会发展占用5亿研究费用的十五个项目之一，城市排水功能开始注重复合生态的单一功能，继而在“八五”后注重高负荷的活性污泥研究以及高负荷的生物膜研究并开始研究污水氧化处理技术，而到了“九五”计划，简易而高效的污水处理技术才有了快速发展。但是，从整理上来说，污水处理的技术还是比较单一，还没有综合处理污水的技术出现。 （2）缺少对污水处理系统的统一科学规划 缺乏统一科学的规划是污水处理中另一常见的问题，从整体上来说，我国的污水处理技术主要以单项优势为主，这些技术也起到了一定的作用，但是却缺乏综合性的比较研究以及技术经济评价体系。另外，我国相应的法律也不够完善，仅有一部 GB 50282—2016《城市给水工程规划规范》，但是各个城市的用水指标、城市规模等有较大的不同，单一依照该规范，并不具备可靠性，很容易会出现污水处理规划不合理、污水处理设计不准确的情况，从而使污水处理出现各种问题。 2.再生水利用率低 目前可以利用的土地资源缺乏，为了节约用地资源城市污水厂的建设往往比较密集，而这样产生的弊端就是没有足够的土地来进行再生可以用水源的产生，或者污水处理过后的水资源质量变得很差。也正是存在着这种情况，目前一般使用合流的方式对城市的排水系统进行优化工作，能在一定程度上集中污水处理场地，不仅可以降级城市排水系统的压力，也在一定程度上促进了再生水的产生和利用。 三、环境工程中城市污水处理的措施 1.创新污水处理工艺和技术 污水处理是城市建设的重点工程，也是基础工程。城市污水处理技术直接反映了污水处理厂的处理能力。在城市污水处理设施建设过程中，管道网络的设计是重中之重，要根据城市污水产生和处理的实际情况，来选择最合适的污水处理工艺，最大限度地减少污水处理过程中的资源损耗。就目前来说，大多数城市在污水处理中实施的是一级处理，并没有进行除磷或者脱氮的处理，并且没有经过消毒工艺而直接出水，这样的水质很难满足再次利用的需求。因此城市污水处理厂有必要对原有的不完善的处理工艺进行改进，改变单一的处理工艺为综合处理工艺，应用先进的污水处理技术，比如膜分离技术、安全消毒技术等，不断提高污水处理的水平以及质量，让处理后的水能够达到再生用水的标准，实现再生水的安全利用。 2.加强城市污水再生利用 即使地球表面70%覆盖的是水资源，但可以利用的淡水资源是有限的。使用淡水资源的有生活杂用水、工业用水、农业用水、市政园林用水等等，这些用水的水质等级都不一致，合理利用水质等级可以在一定程度上缓解用水的紧张压力，仍是不能满足人们的用水需求。城市污水处理实质上就是提升淡水的水质等级，将次品的水质提升一个等级，也就是去除水中的杂质与有害物质，从而使得目前紧张的水资源利用率提高，达到水资源重复利用的功能。 3.合理建设城市污水处理厂 城市污水处理厂的建设要参考当地城市的污水排水量以及排水分布，也要考虑污水收集的管道敷设成本与集中污水处理的成本。污水收集要确保好管道的密封性不能发生污水泄露造成污染，在这个基础上再计算城市污水处理并且分级提升水质等级的成本以及占用土地资
浅析太阳能电池片废水处理工艺 李慧娟1郭晓霞2 1、内蒙古鑫安能源咨询评估有限公司内蒙古包头014010 2、城市建设研究院内蒙古 分院内蒙古包头014010 摘要：太阳能光伏电池是一种新型的依靠太阳能进行能量转换的光电元器件，它将太阳能转换成电能，清洁无污染，具有广阔的应用前景。太阳能光伏电池作为一种清洁能源，应用前景广泛。而近年来，太阳能电池片生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，使光伏发电的应用日益普及并迅速发展，逐渐成为电力供应的重要来源。但是，太阳能电池片生产工艺产生的废水、废气处理不当的话，容易对环境造成污染，在此，本文对单晶硅生产工艺产生的废水处理工艺做详细的阐述。 关键词：太阳能电池片废水处理工艺 中图分类号：TM914.4文献标识码：A 一、引言 随着社会的发展，不可再生资源日益减少，寻求清洁可再生能源成为社会发展的必然趋势，因此，太阳能、风能、生物能产业得到快速发展。太阳能光伏电池是一种新型的依靠太阳能进行能量转换的光电元器件，它将太阳能转换成电能，清洁无污染，具有广阔的应用前景。太阳能光伏电池作为一种清洁能源，应用前景广泛。其生产废水因含有，腐蚀性强，治理困难。采用两级反应沉淀法，先添加氯化钙除氟，再加絮凝剂和助凝剂进行沉淀，在一级、二级沉淀池中分别进行沉降。结果显示，出水质量浓度降至10mg/L以下，达到《污水综合排放标准》（GB8978．1996）的一级排放标准，解决了企业废水处理问题，废水处理效果好，运行稳定，具有推广价值。 二、单晶硅太阳能电池工艺简介 太阳能电池片是一种能量转换的光电元件，它可以在太阳光的照射下，把光能转换成电能，从而实现光伏发电[1]。生产电池片的工艺比较复杂，一般要经过硅片检测、表面制绒、扩散制结、等离子刻蚀、去磷硅玻璃、镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结和检测分装等主要步骤。 三、污水成分分析 电池片生产工艺中，单晶硅片制绒工艺是用碱（通常用氢氧化钠）腐蚀硅片表面形成金字塔形貌，过程中用氢氟酸和盐酸清洗，主要产生的废水有浓碱废水、酸碱冲洗废水；去磷硅玻璃工序用氢氟酸去除硅片表面的磷硅玻璃，会产生含氟废水。 从废水的成分来说，主要有以下三部分，含氟废水：主要包括含氢氟酸、硅类的含氟冲洗废水，无机废水主要成分为氢氟酸和SS，[H+]及氟离子浓度较高，酸碱废水中含有硅粉等悬浮物，少量的氟化物，一定量的异丙醇，因此COD、SS污染浓度高[2]。因此，设计后废水收集在两个不同的储罐和两个集水池，分别为：浓碱储罐、浓酸储罐、酸碱废水、含氟废水，废水按照浓度的不同，分开收集，做到轻污分流，节约处理成本。 四、处理工艺的建立 按照工艺的设计，废水按照浓度和成分的不同，分别收集在不同的储罐和集水池，分别为浓酸储罐、浓碱储罐、含氟冲洗废水池、酸碱废水。 浓酸储罐主要收集酸洗和去磷硅玻璃工序中氢氟酸和盐酸槽的废水，废水酸度大，氟离子含量高；浓碱储罐主要收集制绒槽的废水，有机物含量比较高（主要含异丙醇），含有硅粉等悬浮物，COD、SS污染浓度高；含氟冲洗废水池主要收集硅片出氢氟酸槽后的冲洗废水，废水水量大，含有少量的氟离子；酸碱废水池分别收集硅片出碱槽后的冲洗废水、硅片
什么是单晶硅 单晶硅可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造，其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要地位。 在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。北京2008年奥运会将把“绿色奥运”做为重要展示面向全世界展现，单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。现在，国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段，正在向实际应用阶段过渡，太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围，市场需求量不言而喻。 单晶硅产品包括φ3”----φ6”单晶硅圆形棒、片及方形棒、片，适合各种半导体、电子类产品的生产需要，其产品质量经过当前世界上最先进的检测仪器进行检验，达到世界先进水平。 相对多晶硅是在单籽晶为生长核，生长的而得的。单晶硅原子以三维空间模式周期形成的长程有序的晶体。多晶硅是很多具有不同晶向的小单晶体单独形成的，不能用来做半导体电路。多晶硅必须融化成单晶体，才能加工成半导体应用中使用的晶圆片 加工工艺： 加料—→熔化—→缩颈生长—→放肩生长—→等径生长—→尾部生长 （１）加料：将多晶硅原料及杂质放入石英坩埚内，杂质的种类依电阻的Ｎ或Ｐ型而定。杂质种类有硼，磷，锑，砷。 （２）熔化：加完多晶硅原料于石英埚内后，长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度（１４２０℃）以上，将多晶硅原料熔化。 （３）缩颈生长：当硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小（４－６ｍｍ）由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面，产生零位错的晶体。 （４）放肩生长：长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。 （５）等径生长：长完细颈和肩部之后，借着拉速与温度的不断调整，可使晶棒直径维持在正负２ｍｍ之间，这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶硅片取自于等径部分。 （６）尾部生长：在长完等径部分之后，如果立刻将晶棒与液面分开，那么热应力
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 工业用水中硅化合物的去除方法 摘 要：根据工业用水对于水质中硅含量的要求，介绍了混凝、反渗透、超滤、微泡浮选、电凝聚、离子交换脱硅和阻垢剂抑制硅垢等方法的应用效果和各种技术的新进展。 关键词：工业用水；硅化合物；脱除 工业用水中的硅化合物会对生产过程产生不同程度的危害。工业锅炉补给水、地热水和冷却水的硅化合物易于形成硅垢，且形成的硅垢致密坚硬，难于 用普通的方法清洗，严重影响设备的传热效率以及安全运行；电子工业用水中，二氧化硅会对在单晶硅表面生产半导体造成极大危害，降低电子管及固体电路的质量［1］；在造纸工业用水中，二氧化硅含量过高，将使纸质变脆；在人造丝工业用水中，硅酸含量过高将影响纤维强度和粘胶的粘度；在湿法冶金用水中，硅酸含量超过一定范围将出现乳化而影响生产。为此在不同的给水处理系统中，均需充分考虑硅的脱除。 1 混凝脱硅 混凝脱硅是利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚来达到脱硅目的的一种物理化学方法。这是一种非深度脱硅方法，一般的混凝+过滤可去除60%的胶体硅，混凝+澄清过滤可去除90%的胶体硅 ［2］。 1.1 镁剂脱硅 在实际的水处理过程中，常将镁剂和石灰一起使用以保证脱硅效果。 镁剂脱硅的效果决定于［3］： ① pH 值：镁剂脱硅的最佳pH 值为10.1～10.3。为保证pH 值，有必要在处理系统中加入石灰。石灰不仅有调节pH 的功能，而且还可以除去部分二氧化硅、暂时硬度和二氧化碳等。 ② 混凝剂的用量：采用镁剂脱硅时，通常都加混凝剂。适当的混凝剂可以改善氧化镁沉渣的性质，提高除硅效果。一般所用的混凝剂为铁盐，其添加量为0.2～0.35 mmol/L。 ③ 水温：提高水温可以加速除硅过程，并使除硅效果提高。40 ℃时出水中残留硅可达1 mg/L 以下。
单晶硅太阳能电池 1.基本结构 2.太阳能电池片的化学清洗工艺 切片要求：①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率，缩小刀(钢丝)切缝，降低原材料损耗。④提高切割速度，实现自动化切割。 具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类： 1、有机杂质沾污：可通过有机试剂的溶解作用，结合兆声波清洗技术来去除。 2、颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径≥ 0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒。 3、金属离子沾污：该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类：（1）、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。（2）、带正电的金属离子得到电子后面附着（尤如“电镀”）到硅片表面。
1、用 H2O2作强氧化剂，使“电镀”附着到硅表面的金属离子氧化成金属，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。 2、用无害的小直径强正离子（如H+），一般用HCL作为H+的来源，替代吸附在硅片表面的金属离子，使其溶解于清洗液中，从而清除金属离子。 3、用大量去离子水进行超声波清洗，以排除溶液中的金属离子。 由于SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液，通过H2O2的强氧化和NH4OH 的溶解作用，使有机物沾污变成水溶性化合物，随去离子水的冲洗而被排除；同时溶液具有强氧化性和络合性，能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等，使其变成高价离子，然后进一步与碱作用，生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。因此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污，亦能去除某些金属沾污。在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的清洗效果。 另外SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液，具有极强的氧化性和络合性，能与氧化以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。 3.太阳能电池片制作工艺流程图 具体的制作工艺说明 （1）切片：采用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。 （2）清洗：用常规的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或碱）溶液将 硅片表面切割损伤层除去30－50um。 （3）制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备 绒面。 （4）磷扩散：采用涂布源（或液态源，或固态氮化磷片状源）进行 扩散，制成PN＋结，结深一般为0.3－0.5um。
单晶硅电磁片生产工艺流程 ?1、硅片切割，材料准备： ?工业制作硅电池所用的单晶硅材料，一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒，原始的形状为圆柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的边长一般为10~15cm，厚度约200~350um，电阻率约1Ω.cm的p型（掺硼）。 ?2、去除损伤层： ?硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷，这就会产生两个问题，首先表面的质量较差，另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。因此要将切割损伤层去除，一般采用碱或酸腐蚀，腐蚀的厚度约10um。 ? ? 3、制绒： ?制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀，利用单晶硅的各向异性腐蚀，在表面形成无数的金字塔结构，碱液的温度约80度，浓度约1~2%，腐蚀时间约15分钟。对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。 ? 4、扩散制结：
?扩散的目的在于形成PN结。普遍采用磷做n型掺杂。由于固态扩散需要很高的温度，因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要，要求硅片在制绒后要进行清洗，即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。 ? 5、边缘刻蚀、清洗： ?扩散过程中，在硅片的周边表面也形成了扩散层。周边扩散层使电池的上下电极形成短路环，必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，以至成为废品。 目前，工业化生产用等离子干法腐蚀，在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用，去除含有扩散层的周边。 扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。 ? 6、沉积减反射层： ?沉积减反射层的目的在于减少表面反射，增加折射率。广泛使用PECVD淀积SiN ,由于PECVD淀积SiN时,不光是生长SiN 作为减反射膜,同时生成了大量的原子氢,这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用,可用于大批量生产。 ? 7、丝网印刷上下电极： ?电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤，它不仅决定了发射区的结构，而且也决定了电池的串联电阻和电
环境工程水处理技术的应用 1超滤膜技术在环境工程水处理中存有的问题 虽然超滤膜技术在广泛应用于各个水处理领域，但是作为一种近年来 的新技术，不可避免在应用中会出现一些问题。根据该技术应用的经验，其主要问题表现在一下几个方面：首先，膜的污染将严重影响超 滤膜技术的效果。通常膜污染主要包括有吸附污染、生物污染、沉淀 等污染。所以在使用过程需要持续地提升和维护超滤膜的系统处理水平，延缓膜的污染；其次，不管是采用压入式还是侵入式的超滤膜技术，都需要外力实行驱动，在一定水准构成了工艺的不便；再次，超 滤膜技术还不够成熟，缺乏与其他技术的关联应用，在一定水准上制 约了超滤膜技术的发展；最后，超模过滤技术在农村饮水的应用上， 因为缺乏专业的技术人员指导，使其在农村没有得到广泛的应用。 2环境工程水处理中超滤膜技术的具体应用 因为超滤膜技术的众多技术特点和优势，使得其在各个领域的水处理 中得到了应用了： 1）饮用水的净化。在饮用水的净化上使用超滤膜技术，能有效的净 化我国持续污染的水资源，可将水中的微生物、虫类、藻类以及其他 高分子质量的细菌去除，并且能够很好地处理水的浊度及有机污染物，最终达到标准较高饮用水的需求。 2）对生活污水的处理。生活污水是造成环境水体污染的重要因素之一，在对生活污水的处理中引入超滤膜技术，CASS与超滤膜技术组合 能高效净化生活污水。相关研究表明，对污染物的祛除率高达90%，使得生活污水处理后能够直接回收利用。此外城市污水也是生活污水之一，是重要的水资源，通过超滤膜技术在城市污水处理上的应用，达 到城市污水回用，如冲马桶用水等。 3）对工业废水的处理。通常工业废水所含的污染物众多，其对生活 用水污染也最为严重，所以，工业废水在排放前必须实行净化处理，
一、单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。 单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。 单晶硅圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。直径越大的圆片，所能刻制的集成电路越多，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体生长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材，外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在Φ3~8英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。目前晶体直径可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于集成电路领域。 由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）单晶硅材料应用最广。在IC工业中所用的材料主要是CZ抛光片和外延片。存储器电路通常使用CZ抛光片，因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片，因其在IC制造中有更好的适用性并具有消除Latch－up的能力。 单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料中最基础性材料，属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域，当今全球超过2000亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及99%以上的集成电路用硅。 二、硅片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。 日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。中国硅材料工业与日本同时起步，但总体而言，生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为2.5、3、4、5英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。 目前，全世界单晶硅的产能为1万吨/年，年消耗量约为6000吨～7000吨。未来几年中，
摘要 果汁废水主要来自冲洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐装工段的洗瓶、灭菌、破瓶损耗和地面冲洗等环节。废水中含有较高浓度的糖类、果胶、果渣及水溶物和纤维素、果酸、单宁、矿物盐等。果汁废水中含有的糖类主要为果糖、葡萄糖、蔗糖，三者所占的比例为2：1：1.废水中含有大量的有机酸，不同的生产工艺阶段，所产生的废水具有不同的特点，即使在同一阶段，废水水质也因产品不同而差异较大。本文介绍了有关UASB+SBR 的处理流程和设计的计算、调节池、UASB 池、SBR池、污泥浓缩池等进行了精细的设计和计算。并对主要构筑物UASB 池、SBR池做了详细的说明。UASB+SBR 处理高浓度有机废水，其关键是培养出沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。采用此工艺，不但使处理流程简洁，也节省了运行费用，在降低废水浓度的同时，还可以回收在处理过程中所产沼气作为能源的利用。以便我为进一步探讨效益资源型处理技术提供借鉴。 关键字：高浓度废水废水处理UASB SBR 沼气回收 Juice wastewater comes from the processes of washing , smashing ,squeezing the fruits and washing bottles ,sterilization,bottle breaking loss,cleaning the ground in the section of filling up and so on.Wastewater contains high concentration of sugars, pectin, marc , water-soluble material and cellulose, acid, tannin, mineral salts, etc.The main carbohydrate in juice wastewater are fructose, glucose, sucrose, the proportion of the three is 2:1:1 there are lots of organic acids in wastewater and the waterwater has their characteristics in different section of producing.even if in the same section,water quality would have significant differences because of different products . this article introduces the course and design planning of using UASB, collaborating with SBR.and it gives a detailed description of the main structures ,the UASB pool and SBR https://www.doczj.com/doc/7012714200.html,ing this method to process organic wastewater with a high concentration,the critical is to bring up anaerobic granular sludge with good settlement performance.adopting this method ,not only can we make the course more simple ,but also save costs. while ruducing the concentration ,we can recycle the gas to be energe in the course .so it can offer references for me to make futher disscussion on the effectiveness of resource-based processing technology 第一章概述
多晶硅生产综述 一、多晶硅简介 多晶硅：polycrystalline silicon。是单质硅的一种形态，当熔融的单质硅在过冷条件下凝固时硅原子以金刚石晶格形态排列形成许多晶核，这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，这些晶粒结合起来就形成了多晶硅。 1、多晶硅的性质 多晶硅的分子式为Si,分子量为28.08g/mol，熔点1410℃，沸点2355℃。具有灰色的金属光泽，密度介于2.32和2.34kg/m3之间，硬度介于锗和石英之间，室温下质脆易碎。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、盐酸和硝酸。常温下不活波，高温下能与氧、氮、硫等反应。在熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎所有材料作用。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，但是微量的杂质即可大大的影响其导电性。 2、多晶硅产品的分类 多晶硅按纯度分类可以分为冶金级（金属硅）、太阳能级、电子级。 冶金级硅（MG）：是硅的氧化物在电弧炉中被碳还原而成。一般含Si为95%左右，高达99.8%以上。 太阳能级硅（SG）：纯度介于冶金级硅与电子级硅之间，至今未有明确界定。一般认为含Si在99.99~99.999 9% 电子级硅（EG）：一般要求含Si在99.999 9%以上，超高纯达到99.999 999 9%~99.999 999 999%。 3、多晶硅的用途 ⑴可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能 自1954年美国贝尔实验室成功研制第一块单晶硅太阳能电池以来,太阳能逐渐成为各国越来越关注的“绿色”能源。1998年全世界多晶硅太阳电池的产量首次超过了单晶硅太阳电池的产量, 2001 年多晶硅太阳电池的市场占有份额为52% ,远远超出单晶硅太阳电池35%的市场占有量[1], 到2010年, 全球10GW 的太阳电池产量中, 多晶硅约占9000MW。当前,晶体硅材料是最主要的光伏材料,其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳电池的主流材料[2]。 ⑵高纯的晶体硅是重要的半导体材料 在IT产业中，多晶硅用于生产单晶硅。单晶硅即硅半导体，是多晶硅的衍生产品，它是制造集成电路和电子元件的优质材料。全世界半导体器件中有95%使用硅材料制成的，其中85%的集成电路是由硅材料制成的[3]。由于硅半导体耐高电压、耐高温、晶带宽度大，比其它半导体材料有体积小、效率高、寿命长、可靠性强等优点，因此被广泛用于电子工业集成电路的生产中硅材料是信息产业的重要基础材料[5] [6]。 ⑶高纯多晶硅是最重要的电子信息基础材料，被视为“微电子大厦的基石”。还广泛用于金属陶瓷、宇宙航行的重要材料等等。 二、多晶硅的生产工艺 目前，世界上生产制造多晶硅的工艺技术主要有：改良西门子法、硅烷（SiH4）法、流化床法以及专门生产太阳能及多晶硅硅的新工艺。下面主要对改良西门子