Como cadena de la industria fotovoltaica y de semiconductores, el polisilicio tiene un gran potencial de desarrollo en los últimos años. la producción de polisilicio incluye dos procesos principales, el método Siemens mejorado y el método de lecho fluidizado de silano. en la actualidad, el método de producción de polisilicio dominante en el mundo es el método Siemens mejorado. más del 95% del polisilicio En el país y en el extranjero se produce mediante el método Siemens mejorado y es una tecnología de producción ampliamente utilizada en la actualidad.

El proceso de preparación de polisilicio por el método Siemens consiste en combinar el cloro con el hidrógeno para producir cloruro de hidrógeno, luego el gas de cloruro de hidrógeno y el polvo de silicio industrial para sintetizar el triclorosilicato, el gas de síntesis producido por el proceso de síntesis se envía al proceso de recuperación de gases de escape para la separación, el hidrógeno separado (hidrógeno recuperado) se purifica y luego se envía al proceso de reducción o al proceso de Hidrogenación para su reciclaje, el cloruro de hidrógeno separado (gas de cloruro de hidrógeno) se devuelve al proceso de síntesis de triclorosilicato, el líquido de clorosilano separado se envía al proceso de rectificación y purificación, y el triclorosilicato de hidrógeno purificado se envía al proceso de Reducción de triclorosilicato de hidrógeno, y el CVD se realiza en el horno de reducción de hidrógeno La reacción produce polisilicio de alta pureza, el gas de reducción entra en el proceso de recuperación de gases de escape, el cloruro de silicio purificado se envía al proceso químico de Hidrogenación de hidrógeno de cloruro de silicio, y el gas de Hidrogenación se envía al proceso de recuperación de gases de escape. todo el proceso de producción incluye los procesos de síntesis, rectificación, reducción, Hidrogenación y recuperación de gases de escape.

El polisilicio producido finalmente se derrite y se enfría para hacer lingotes de polisilicio, que también pueden generar silicio monocristalino a través del método de tracción directa o el método de fusión de Zona. Los lingotes de polisilicio y las barras de silicio monocristalino se pueden cortar y procesar aún más, convirtiéndose así en partes clave de los módulos fotovoltaicos; O realizar procesos de pulido, pulido, Epitaxia y limpieza para formar obleas de silicio como material de sustrato para dispositivos electrónicos semiconductores.

Proceso de producción de polisilicio, necesidad del analizador de gas de proceso:

En el proceso de producción de polisilicio, es necesario utilizar o tener una gran cantidad de gases inflamables, explosivos, tóxicos y corrosivos como h2, cl2, hcl, etc. tanto las necesidades de Seguridad como el control de calidad o el propósito de reducir costos y aumentar la eficiencia requieren un monitoreo de análisis en tiempo real de los gases en el proceso de producción de polisilicio.

1. control de procesos

En la etapa de síntesis, es necesario utilizar cloro puro e hidrógeno para sintetizar cloruro de hidrógeno. es necesario detectar trazas de oxígeno de hidrógeno, puntos de rocío, co, co2, CH4 y otras impurezas. el cloro debe controlar estrictamente el contenido de agua, por lo que es necesario detectar trazas de contenido de agua en el cloro.

El proceso de rectificación consiste en rectificar continuamente el clorosilano sintético, el clorosilano comprado externamente, el clorosilano recuperado por el gas de escape del horno de reducción y el clorosilano recuperado por el gas de escape del horno de Hidrogenación en varias torres, eliminar impurezas como B y p, y producir productos de triclorosilicato de alta pureza y productos de tetracloruro de silicio. Es el contenido de impurezas como p, b, fe, c, as y Sb.

La fase de reducción requiere que el hidrógeno participe en la reacción de reducción como agente reductor. si el contenido de oxígeno en el hidrógeno es superior a 20 ppm y el punto de rocío es superior a - 30 ° c, el triclorosilicato se hidrolizará o oxidará, y cuando haya CO2 y co, el sustrato en el horno de reducción se oxidará, lo que tendrá un impacto directo en la calidad del producto de polisilicio. Al mismo tiempo, el horno de reducción necesita pasar nitrógeno como gas protector. el nitrógeno entra en contacto con la materia prima triclorosilicato e hidrógeno a gran escala durante el proceso de reemplazo del horno de reducción. el contenido de oxígeno traza en el punto de rocío del nitrógeno afectará en gran medida la calidad del polisilicio, por lo que también es necesario monitorear El oxígeno traza y el agua traza del nitrógeno, y limpiar y reemplazar después de cumplir con los estándares de detección.

En la etapa de recuperación de gases de escape, el gas de reacción descargado de los procesos de síntesis, reducción e hidrogenación, el sistema de recuperación de gases de escape se recicla centralmente, y luego se separa en una mezcla de clorosilano, cloruro de hidrógeno e hidrógeno, el hidrógeno recuperado se envía al tanque de almacenamiento de hidrógeno, el cloruro de hidrógeno se envía al tanque de almacenamiento de cloruro de hidrógeno del proceso de síntesis, la mezcla de clorosilano se envía al proceso de rectificación para su reutilización, y el cloruro de hidrógeno e hidrógeno recuperado también necesita monitorear su calidad para garantizar que el agua y las trazas de oxígeno cumplan con los estándares.

2. vigilancia de la seguridad

Hay una gran cantidad de gases altamente corrosivos como Cl2 y HCl en el proceso de producción de polisilicio, y el contenido de agua excesivo producirá corrosión en tuberías, válvulas de puerta, etc., por lo que es necesario monitorear en tiempo real el agua traza de cloro y el agua traza en la tubería principal de cloruro de hidrógeno.

La fase de Hidrogenación requiere monitorear el contenido de hidrógeno en los componentes del gas de escape de Hidrogenación para evitar el riesgo de explosión causado por el contenido excesivo de hidrógeno.

Proceso de producción de polisilicio, selección del analizador de gas de proceso:

En cuanto a los instrumentos de análisis del proceso de producción de polisilicio, el analizador de trazas de agua por método electrolítico puede monitorear el contenido de trazas de agua en gases corrosivos como cloro y cloruro de hidrógeno;

El hidrógeno y el oxígeno traza y traza de agua en el nitrógeno de soplado se pueden detectar con un medidor de punto de rocío basado en el principio de condensadores de película delgada y un analizador de oxígeno traza basado en el principio electroquímico.

El analizador basado en el principio láser tdlas puede monitorear el contenido de concentración de cloro, cloruro de hidrógeno y otros gases; El analizador de hidrógeno con principio de conducción térmica puede monitorear la concentración y pureza del hidrógeno en el gas de escape recuperado.

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