西门子还原炉热量传递研究进展

侯彦青¹，方文宝¹，周扬民²，田林²，杜鹏³，王春龙¹，余创³，林艳¹，谢刚²

1. 昆明理工大学复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室2. 昆明冶金研究院3. 昆明理工大学冶金与能源工程学院

摘 要：硅基太阳能电池是解决能源危机的主要新能源,其主要基础材料多晶硅的主要生产工艺是改良西门子法,但是与硅烷法、冶金法相比,高能耗和高生产成本是影响其在多晶硅市场竞争力的主要因素.本文首先对国内外多晶硅产业发展现状进行了总结和分析,然后论述了西门子还原炉热量传递现象和西门子还原炉内硅棒的热电行为的研究现状.结果表明:增大硅棒半径、增大硅棒数、降低反应器壁辐射率可进一步改良西门子法制备多晶硅过程降低能耗和成本.直流电加热硅棒时,容易产生硅棒中心熔硅,甚至由于热应力的作用发生倒棒现象.应用交流电加热可解决这一问题,这是因为交流电的趋肤效应可降低多晶硅中心温度.因此,需进一步开展多晶硅CVD还原炉内热量传递现象和工业化西门子还原炉内硅棒电加热过程的热电行为研究,以进一步降低改良西门子法制备多晶硅的生产能耗和成本.

关键词：多晶硅;改良西门子法;热量传递;电流加热;