最近幾年來,我國多晶硅技術裝備取得了較大的突破,但多晶硅關鍵生產技術裝備長期以來仍然掌握在美、日、德等國家的代表性企業(yè)手中,技術封鎖和市場壟斷狀況沒有從根本上改變,我國多晶硅行業(yè)技術裝備水平仍亟待提升。
近年來我國多晶硅行業(yè)技術裝備取得的進步主要有以下幾個方面:
其一是改良西門子法多晶硅工藝設備實現了自主設計制造。目前,我國自主設計制造的SiHCl3合成爐單臺設備年產量達5000噸;可自主設計制造高效大型SiHCl3精餾塔;自主設計制造工作壓力0.6MPa12對棒、24對棒還原爐及其相應的電氣系統(tǒng);自主設計制造24對加熱器的SiC14熱氫化爐,并已實現在生產中的應用;此外,我國獨立自主開發(fā)的SiHCl3氫還原尾氣變壓吸附回收系統(tǒng)也已在生產中試用。
其二是工藝裝置除采用高效精餾塔精餾提純外,引進了濕氮除硼技術設備,提純工藝不再是單純的精餾工藝。過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,以提高產量和節(jié)約能耗。還原沉積之硅棒直徑每小時增長量由過去的0.35~0.5毫米增加到現在的1~2毫米。12對棒還原爐爐產量大約2000千克/爐,個別爐次甚至達3400千克/爐,24對棒還原爐爐產量個別爐次超過4000千克/爐,使我國西門子法裝置系統(tǒng)綜合電耗不斷下降,2005年平均電耗300~400千瓦時/千克硅,降低到目前200千瓦時/千克硅,部分骨干企業(yè)能耗指標已接近國際先進水平160~180千瓦時/千克硅。目前還原電耗已降低到60千瓦時/千克硅。
其三是對引進的SIC14熱氫化技術和設備作了進一步的改造,調整了工藝參數和改進設備。目前,熱氫化單臺爐SiC14的處理能力為750千克/小時,SiCl4的一次轉化率≥20%,電耗指標55.23千瓦時/千克硅,系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行。在低溫氫化方面,單臺氫化爐的SiC14處理能力超過5000千瓦時/千克,SiC14的一次轉化率≥20%,電耗指標≤10千瓦時/千克硅,系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行。同時,國內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)還將改良西門子法多晶硅生產中的副產物作原料生產白炭黑,低沸物SiHCl3則用來生產有機硅單體。
然而,記者了解到,在我國現有的40多家主要的多晶硅生產企業(yè)中,大部分技術裝備以引進俄羅斯、德國、美國、日本等國的改良西門子法為主。內蒙古鄂爾多斯硅業(yè)公司總經理王鵬向記者指出,我國目前還缺乏自主的先進工藝技術和生產裝備,生產多晶硅片用的鑄錠爐、線鋸等關鍵設備和關鍵配套件仍主要依賴進口。因此,發(fā)展我國自主知識產權的新型多晶硅制備技術裝備,加快硅片加工相關工藝技術和生產設備的研究開發(fā),打破國外制約,有效降低光伏系統(tǒng)設備和發(fā)電成本,增強中國多晶硅產業(yè)在世界市場上的話語權已是迫在眉睫。