多晶硅還原爐內主要污染物及清洗工藝

從2010年至今，光伏產業(yè)呈現(xiàn)出了強勢的復蘇態(tài)勢，光伏市場需求旺盛。高純多晶硅是電子工業(yè)和太陽能光伏產業(yè)的基礎原料也是主要原料，在整個生產過程中，對產品質量的控制要求很高。目前，生產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鍵，任何顆粒性雜質、油脂等物質余留在爐內，都會對產品質量造成影響。
 
一、多晶硅還原爐內主要污染物

根據(jù)多晶硅生產原理及實際生產情況分析，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。

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生一層土黃色粉末，主要成分為無定形硅粉�；�盤冷卻水溫度偏高，在還原爐基盤尾氣出口也會產生無定形硅。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格的氮氣置換，但因還原爐結構復雜，在進料口、尾氣管、窺視鏡等地方易形成置換死角，置換后爐內仍會預留部分氯硅烷氣體。當爐筒提起后，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重可能造成多晶硅反應速度減慢，產量降低，甚至硅反應停止。

二、多晶硅還原爐清洗方法
 
現(xiàn)今各生產廠家在開發(fā)新技術、進行技術改造的同時，通過對設備的清洗來降低能耗和保證多晶硅的產品質量。還原爐沉積多晶硅是間歇操作，一個運行周期結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氣相沉積。因此，想提高設備運轉率、降低能耗，選擇方便、快捷、處理效果好的清理工藝尤為關鍵。

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動三維旋轉噴頭形成360°的網狀高壓水柱噴射表面，從而完成鐘罩內部表面的水力掃射，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，并利用多晶硅生產廠家的蒸汽余熱將清洗介質加熱，從而改變原電加熱工藝。我公司自行研發(fā)設計的自驅動旋轉升降噴射機構可適應各規(guī)格的還原爐體。