单晶硅和多晶硅的制作工艺

单晶硅生产工艺流程

单晶硅是一种高纯度硅（多晶硅）材料，是制造集成电路的重要原料。以下是单晶硅的生产工艺流程。

1. 原料制备：首先，需要准备高纯度的硅原料。通常采用冶金法制备多晶硅，将精矿硅石经过矿石选矿、冶炼、纯化等步骤制备出多晶硅。

2. 多晶硅熔制：将多晶硅粉末加入石英坩埚中，并在高温下进行熔制。在熔化过程中，控制温度、气氛和熔体搅拌以确保硅坯的高纯度和均匀性。

3. 单晶种植：在多晶硅熔体上方放置一个降温导管，通过控制温度差和降温速度，使熔体下降到导管底部形成硅棒。在降温过程中，导管缓慢抬升，形成一个空心的硅棒。

4. 拉制单晶硅棒：将形成的硅棒放入拉扯机中，通过旋转和拉伸的方式，逐渐将硅棒拉长，并形成所需的直径和长度。在拉制过程中，需要控制拉速、温度和拉伸力，以确保单晶硅的高纯度和均匀性。

5. 切割晶片：将拉制好的硅棒进行切割，得到所需的硅片。通常使用金刚石刀盘或线锯进行切割。切割后的硅片会留下切割痕迹，需要经过后续的抛光处理。

6. 抛光处理：将切割好的硅片进行机械抛光，去除切割痕迹和表面缺陷，使硅片表面光滑均匀。抛光过程中需要使用磨料和化学溶液，控制抛光时间和速度，以确保硅片的质量和精度。

7. 清洗和包装：对抛光后的硅片进行清洗，去除表面的杂质和污染物。清洗后，对硅片进行质量检验，确保硅片符合要求。最后，将合格的硅片进行包装，以防止污染和损坏。

以上是单晶硅的生产工艺流程。随着电子行业的不断发展，单晶硅的需求也在不断增加，因此，精确控制生产工艺对保证硅片的质量和性能至关重要。在生产过程中，需要严格控制原料的纯度、温度和处理参数，以确保产品的一致性和稳定性。

单晶硅太阳能电池/DSSC/PERC技术

2015-10-20

单晶硅太阳能电池

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。

单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势，近三十年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。

单晶硅生产工艺流程是怎样的？

单晶硅生产工艺流程

1、石头加工

开始是石头，(石头都含硅)，把石头加热，变成液态，在加热变成气态，把气体通过一个密封的大箱子，箱子里有N多的子晶加热，两头用石墨夹住的，气体通过这个箱子，子晶会把气体中的一种吸符到子晶上，子晶慢慢就变粗了，因为是气体变固体，所以很慢，一个月左右，箱子里有就很多长长的原生多晶硅。

2、酸洗 当然，还有很多的废气啊什么的，(四氯化硅)就是生产过程中产生的吧，好像现在还不能很好处理这东西，废话不多说，原生多晶有了，就开始酸洗，氢氟酸啊硝酸啊，乙酸啊什么的把原生多晶外面的东西洗干净了，就过烘房烘干，无尘检查打包。

3、拉晶

送到拉晶，拉晶就是用拉晶炉把多晶硅加热融化，在用子晶向上拉引，工人先把多晶硅放进石英锅里，(厂里为了减少成本，也会用一些洗好的电池片，碎硅片一起融)关上炉子加热，石英锅的融点是1700度，硅的融点才1410度左右，融化了硅以后石英锅慢慢转起来，子晶从上面下降，点到锅的中心液面点，也慢慢反方向转，锅下面同时在电加热，液面上加冷，子晶点到液面上就会出现一个光点，慢慢旋转，向上拉引，放肩，转肩，正常拉棒，收尾，一天半左右，一个单晶棒就出来了。

4、切方

单晶棒有了就切方，单晶棒一般是做6英寸的，P型，电阻率0。5-6欧姆(一英寸等于2。4厘米左右)切掉棒子四边，做成有倒角的正方形，在切片，0。22毫米一片吧。

另外，拉晶完了，要控制温度才能很好的切方。

单晶硅建设项目具有巨大的市场和广阔的发展空间。在地壳中含量达25.8%的硅元素，为单晶硅的生产提供了取之不尽的源泉。

多晶硅工艺流程及产污分析

1.2.1

氢气制备与净化工序

在电解槽内经电解脱盐水制得氢气。电解制得的氢气经过冷却、分离液体后，进入除氧器，在催化剂的作用下，氢气中的微量氧气与氢气反应生成水而被除去。除氧后的氢气通过一组吸附干燥器而被干燥。净化干燥后的氢气送入氢气贮罐，然后送往氯化氢合成、三氯氢硅氢还原、四氯化硅氢化工序。

电解制得的氧气经冷却、分离液体后，送入氧气贮罐。出氧气贮罐的氧气送去装瓶。

气液分离器排放废吸附剂、氢气脱氧器有废脱氧催化剂排放、干燥器有废吸附剂排放，均供货商回收再利用。

1.2.2氯化氢合成工序

从氢气制备与净化工序来的氢气和从合成气干法分离工序返回的循环氢气分别进入本工序氢气缓冲罐并在罐内混合。出氢气缓冲罐的氢气引入氯化氢合成炉底部的燃烧枪。从液氯汽化工序来的氯气经氯气缓冲罐，也引入氯化氢合成炉的底部的燃烧枪。氢气与氯气的混合气体在燃烧枪出口被点燃，经燃烧反应生成氯化氢气体。出合成炉的氯化氢气体流经空气冷却器、水冷却器、深冷却器、雾沫分离器后，被送往三氯氢硅合成工序。

为保证安全，本装置设置有一套主要由两台氯化氢降膜吸收器和两套盐酸循环槽、盐酸循环泵组成的氯化氢气体吸收系统，可用水吸收因装置负荷调整或紧急泄放而排出的氯化氢气体。该系统保持连续运转，可随时接收并吸收装置排出的氯化氢气体。

为保证安全，本工序设置一套主要由废气处理塔、碱液循环槽、碱液循环泵和碱液循环冷却器组成的含氯废气处理系统。必要时，氯气缓冲罐及管道内的氯气可以送入废气处理塔内，用氢氧化钠水溶液洗涤除去。该废气处理系统保持连续运转，以保证可以随时接收并处理含氯气体。

1.2.3三氯氢硅合成工序

原料硅粉经吊运，通过硅粉下料斗而被卸入硅粉接收料斗。硅粉从接收料斗放入下方的中间料斗，经用热氯化氢气置换料斗内的气体并升压至与下方料斗压力平衡后，硅粉被放入下方的硅粉供应料斗。供应料斗内的硅粉用安装于料斗底部的星型供料机送入三氯氢硅合成炉进料管。