什么是多晶硅？

多晶硅是單質硅的一種形態，熔融的單質硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核，若這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，這些晶粒結合起來，就結晶成多晶硅。

多晶硅是用冶金級硅粉通過化學、物理途徑提純制得。多晶硅按純度分類可以分為太陽能級多晶硅和電子級多晶硅。前者是生產太陽能光伏電池的基礎材料；后者主要用于半導體工業和電子信息產業。我國的多晶硅生產技術難度大、投資成本高，發展相當緩慢，所需的電子級多晶硅大部分依賴進口。

多晶硅生產工藝？

1、改良西門子法

改良西門子法是一種化學方法，首先利用冶金硅（純度要求在99.5%以上）與氯化氫（HCl）合成產生便于提純的三氯氫硅氣體（SiHCl3，下文簡稱TCS），然后將 TCS 精餾提純，最后通過還原反應和化學氣相沉積（CVD）將高純度的TCS轉化為高純度的多晶硅，還原后產生的尾氣進行干法回收，實現了氫氣和氯硅烷閉路循環利用。
改良西門子法包括五個主要環節：即 SiHCl3合成、SiHCl3精餾提純、SiHCl3的氫還原、尾氣的回收和SiCl4的氫化分離。

改良西門子法是目前生產多晶硅最為成熟、最容易擴建的工藝；目前，全球80%以上的多晶硅企業采用改良西門子法（閉環式三氯氫硅還原法）生產多晶硅，該法生產電子級多晶硅具有一定的優勢，其沉積速率較快，安全性能較好，但是相比硅烷法（SiH4分解法）具有能耗高、副產品量較高、投資成本大等缺點。

2、硅烷法

硅烷法制備多晶硅主要技術是將冶金級硅粉與四氯化硅和氫氣轉化為三氯氫硅，再將三氯氫硅通過精餾工序提純及歧化反應，生成電子級硅烷氣送至多晶硅反應器，通過化學氣相沉積(CVD)生長成多晶態硅棒。
硅烷法是利用硅烷熱分解的方法制備多晶硅，反應溫度低，原料氣體硅烷易提純，雜質含量可以得到嚴格的控制。

3、冶金法

冶金法又稱物理冶金法，是指應用冶金技術方法提純冶金級硅的過程，主要是以工業硅為原料，采用濕法冶金、真空熔煉、氧化精煉、定向凝固、特種場熔煉等技術組合而制備多晶硅的方法。
冶金法的特點是在提純過程中硅不參與任何化學反應，依靠硅與雜質物理性質的差異，通過冶金熔煉的方法將雜質去除，從而獲得滿足太陽能電池性能需求的多晶硅。冶金法是近年來正在發展的一種低成本、低能耗和環境友好的多晶硅制備的新技術。

4、流化床法

流化床法制造多晶硅需要用到流化床反應器，具體反應過程如下：將SiHCl3和H2由底部注入到流化床反應裝置中，在加熱器和預熱氣體的雙重作用下把床層溫度提高到反應所需溫度。硅烷氣體通過被加熱的硅顆粒床層時分解生成硅和氫氣，硅在硅顆粒表面沉積，硅顆粒長大到一定尺寸后形成產品，從反應器底部取出。在流化床法制備多晶硅過程中，可通過反應氣體的進口速率調節系統流態化和氣體停留時間，從而提高轉化率。