多晶硅還原爐內(nèi)主要污染物及清洗工藝

從2010年至今，光伏產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出了強勢的復(fù)蘇態(tài)勢，光伏市場需求旺盛。高純多晶硅是電子工業(yè)和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)原料也是主要原料，在整個生產(chǎn)過程中，對產(chǎn)品質(zhì)量的控制要求很高。目前，生產(chǎn)多晶硅主要采用改良西門子法，對還原爐的沉積環(huán)境的潔凈度要求特別關(guān)鍵，任何顆粒性雜質(zhì)、油脂等物質(zhì)余留在爐內(nèi)，都會對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。
 
一、多晶硅還原爐內(nèi)主要污染物

根據(jù)多晶硅生產(chǎn)原理及實際生產(chǎn)情況分析，還原爐基盤及鐘罩表面主要污染物為無定形硅粉，其次為多晶硅顆粒物、氯硅烷水解物及部分粉塵雜質(zhì)。

1、無定形硅

還原爐在一個周期運行后，基盤及鐘罩表面均會產(chǎn)生一層土黃色粉末，主要成分為無定形硅粉。基盤冷卻水溫度偏高，在還原爐基盤尾氣出口也會產(chǎn)生無定形硅。這些無定形硅易形成一層膜附在基盤和鐘罩內(nèi)表面，甚至在電極和石英環(huán)表面。

2、氯硅烷水解物

多晶硅打開鐘罩前要進行嚴(yán)格的氮氣置換，但因還原爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在進料口、尾氣管、窺視鏡等地方易形成置換死角，置換后爐內(nèi)仍會預(yù)留部分氯硅烷氣體。當(dāng)爐筒提起后，氯硅烷殘留氣體與空氣接觸，會在基盤及爐筒表面形成水解物。這些水解物一般附著在進料管口及尾氣管口，其中硅酸鹽物質(zhì)為白色膠狀沉淀，二氧化硅為白色粉末狀固體，氯化氫遇潮形成鹽酸殘留在基盤表面。

3、多晶硅顆粒物

還原爐停爐過程中，因停爐溫度控制不均，易造成硅棒破裂，產(chǎn)生多晶硅碎屑；收割硅棒過程中也會有部分碎屑遺留；如果遇到倒棒，碎屑遺留會更多。

4、其他雜物

在收割硅棒中，會帶入少量的粉塵、油脂等污染物。油分子對多晶硅的危害十分嚴(yán)重可能造成多晶硅反應(yīng)速度減慢，產(chǎn)量降低，甚至硅反應(yīng)停止。

二、多晶硅還原爐清洗方法
 
現(xiàn)今各生產(chǎn)廠家在開發(fā)新技術(shù)、進行技術(shù)改造的同時，通過對設(shè)備的清洗來降低能耗和保證多晶硅的產(chǎn)品質(zhì)量。還原爐沉積多晶硅是間歇操作，一個運行周期結(jié)束后需要打開鐘罩收割硅棒，然后進行基盤清理，再裝硅芯進行下一個周期的化學(xué)氣相沉積。因此，想提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率、降低能耗，選擇方便、快捷、處理效果好的清理工藝尤為關(guān)鍵。

德高潔多晶硅還原爐鐘罩清洗系統(tǒng)是以高壓清洗機為主機，以高壓水射流為動力的自驅(qū)動三維旋轉(zhuǎn)噴頭形成360°的網(wǎng)狀高壓水柱噴射表面，從而完成鐘罩內(nèi)部表面的水力掃射，并采用專用清洗劑等為主要清洗液，先用純水（去離子水或叫脫鹽水）漂洗，之后再采用高純水沖洗，最終完成清洗過程。

德高潔多晶硅還原爐鐘罩清洗系統(tǒng)核心部件高壓泵采用進口耐酸堿、耐高溫、全不銹鋼的加壓泵，并利用多晶硅生產(chǎn)廠家的蒸汽余熱將清洗介質(zhì)加熱，從而改變原電加熱工藝。我公司自行研發(fā)設(shè)計的自驅(qū)動旋轉(zhuǎn)升降噴射機構(gòu)可適應(yīng)各規(guī)格的還原爐體。