多晶硅还原炉内主要污染物及清洗工艺

从2010年至今，光伏产业呈现出了强势的复苏态势，光伏市场需求旺盛。高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料也是主要原料，在整个生产过程中，对产品质量的控制要求很高。目前，生产多晶硅主要采用改良西门子法，对还原炉的沉积环境的洁净度要求特别关键，任何颗粒性杂质、油脂等物质余留在炉内，都会对产品质量造成影响。
 
一、多晶硅还原炉内主要污染物

根据多晶硅生产原理及实际生产情况分析，还原炉基盘及钟罩表面主要污染物为无定形硅粉，其次为多晶硅颗粒物、氯硅烷水解物及部分粉尘杂质。

1、无定形硅

还原炉在一个周期运行后，基盘及钟罩表面均会产生一层土黄色粉末，主要成分为无定形硅粉。基盘冷却水温度偏高，在还原炉基盘尾气出口也会产生无定形硅。这些无定形硅易形成一层膜附在基盘和钟罩内表面，甚至在电极和石英环表面。

2、氯硅烷水解物

多晶硅打开钟罩前要进行严格的氮气置换，但因还原炉结构复杂，在进料口、尾气管、窥视镜等地方易形成置换死角，置换后炉内仍会预留部分氯硅烷气体。当炉筒提起后，氯硅烷残留气体与空气接触，会在基盘及炉筒表面形成水解物。这些水解物一般附着在进料管口及尾气管口，其中硅酸盐物质为白色胶状沉淀，二氧化硅为白色粉末状固体，氯化氢遇潮形成盐酸残留在基盘表面。

3、多晶硅颗粒物

还原炉停炉过程中，因停炉温度控制不均，易造成硅棒破裂，产生多晶硅碎屑；收割硅棒过程中也会有部分碎屑遗留；如果遇到倒棒，碎屑遗留会更多。

4、其他杂物

在收割硅棒中，会带入少量的粉尘、油脂等污染物。油分子对多晶硅的危害十分严重可能造成多晶硅反应速度减慢，产量降低，甚至硅反应停止。

二、多晶硅还原炉清洗方法
 
现今各生产厂家在开发新技术、进行技术改造的同时，通过对设备的清洗来降低能耗和保证多晶硅的产品质量。还原炉沉积多晶硅是间歇操作，一个运行周期结束后需要打开钟罩收割硅棒，然后进行基盘清理，再装硅芯进行下一个周期的化学气相沉积。因此，想提高设备运转率、降低能耗，选择方便、快捷、处理效果好的清理工艺尤为关键。

德高洁多晶硅还原炉钟罩清洗系统是以高压清洗机为主机，以高压水射流为动力的自驱动三维旋转喷头形成360°的网状高压水柱喷射表面，从而完成钟罩内部表面的水力扫射，并采用专用清洗剂等为主要清洗液，先用纯水（去离子水或叫脱盐水）漂洗，之后再采用高纯水冲洗，最终完成清洗过程。

德高洁多晶硅还原炉钟罩清洗系统核心部件高压泵采用进口耐酸碱、耐高温、全不锈钢的加压泵，并利用多晶硅生产厂家的蒸汽余热将清洗介质加热，从而改变原电加热工艺。我公司自行研发设计的自驱动旋转升降喷射机构可适应各规格的还原炉体。