多晶硅還原爐內主要污染物及清洗工藝

從2010年至今，光伏產業呈現出了強勢的復蘇態勢，光伏市場需求旺盛。高純多晶硅是電子工業和太陽能光伏產業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。基盤冷卻水溫度偏高，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
 
現今各生產廠家在開發新技術、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。我公司自行研發設計的自驅動旋轉升降噴射機構可適應各規格的還原爐體。