1、改良西门子法是目前主流的生产方法(总)
改良西门子法多晶硅生产技术详解
近年来，多晶硅产业之所以迅猛发展，主要受益于改良西门子法技术的进步，具体技术主要体现在化学气相沉积反应器的不断创新，能适应不断扩大生产的需要；冷氢化工艺的发展，使生产过程物料循环回收利用系统进一步完善；系统得到进一步优化，生产体系物料的技术集成不断提高，使工厂能实现更大的生产规模，建设投资和生产成本不断降低。
瓦克公司在一篇50年发展多晶硅生产的纪念性文章中，总结出企业发展的两点关键经验：首先是得益于50多年CVD反应器技术不断进步和创新；其次是生产体系物料的技术集成、综合利用的逐步完善。
1）CVD技术CVD反应炉的生产技术不断创新，生产能力不断扩大，是西门子法生产多晶硅技术得以发展的最重要因素。
钟罩式棒状载体CVD反应器因发源于德国西门子公司而闻名，用于三氯氢硅还原反应的被称为三氯氢硅西门子技术，用于硅烷分解的被称为硅烷西门子技术。
早期德国西门子公司与Wacker公司合作，为西门子公司生产硅整流器研发多晶硅原料，使用硅粉和HCl合成三氯氢硅，提纯后再以氢还原三氯氢硅生成多晶硅，使用石英玻璃CVD反应器。
后期随着材料技术的进步和降本降耗的需要，逐渐发展到金属钟罩炉、不锈钢钟罩炉，还原炉里面的棒数也逐渐从1对棒、3对棒逐渐提升到36对棒以上的大型还原炉。
图为不同年代的主流还原炉年产量情况，从图中可以看出，还原炉产量已从1975年的单炉40吨/年，提升至2015年的500吨/年，48对棒的还原炉年产能更是达到600吨的水平。
多对棒常压还原炉的使用。
进入20世纪70年代，部分企业开始想方设法地提高单炉产量，基于压力安全等方面的考虑，日本多晶硅公司研发了大型常压还原炉，以降低电耗生产能耗。
运行实践证明，多对棒还原炉与少对棒还原炉相比具有明显的节能效果，且相同生产规模的厂房面积减少，与之配套的辅助工艺设备、电气设备、工艺管线和阀门均相应减少，采用多对棒还原炉可以降低建设投资，也可以减少操作人员数量。
其中以三菱公司为代表采用96根硅棒以上的大型常压还原炉为例，炉产量达到5吨/炉，使还原电耗水平由150～200kW·h/kg-Si降到约80kW·h/kg-Si，技术进步较明显。
改良西门子工艺及冷氢化工艺
太阳能是未来最清洁、平安和可靠的能源，兴旺国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后乂一爆炸式开展的行业。
本文从运用改进西门子工艺生产光伏材料一一多晶硅的过程中四氯化硅转化为三氯氢硅的环节对生产设备内部构件气体分布板进行改进，从而减小气体通过气体分布板时的压降，增加其进入反响器的速度，以实现提高其转化率和转化效率，节约公司本钱, 提高产品竞争力目标。
本篇论文首先介绍了研究课题的背景、研究的意义及口前的研究状况，然后简述了改进西门子生产工艺及氢化工艺在整个工艺流程中的作用，之后介绍了氢化车间的主要设备一一流化床反响器的主要工作原理及其主要内部构件，并为对四氯化硅转化为三氯氢硅的转化率和转化效率影响比拟大的构件一一气体分布板提出三个改进方案，并分别进行计算，通过比照选出最正确方案。
最后将改进后的气体分布板与改进前进行比照，对改进后的经济效益做出评估。
关键词：流化床反响器气体分布板转化率转化效率AbstractSolar energy is the most clean, safe and reliable energy of future, The developed countries are making long-term plan about the development and utilization of solar energy, which are the main contents of energy revolution ・ Pv industry is increasingly becoming international another explosive development industry since IT, microelectronic industry.This paper from the angle of using the Improved Siemens Craft of producting photovoltaic material ------------------------ to improve the internals gas distributing plates of the production equipment which was used for into four hydrogen chloride to silicon link trichloramine. Thus reduce pressure drop of gas through a gas distributing plates increase the speed of gas into reactor ・ In order to achieve the target of improve their efficiency of conversion conversion , to save the company cost and chance the competitiveness of 什ieir products ・This paper firstly introduces the background of the topic , the implications of the research and the current research status , then briefly introduce the Improved Siemens Craft production process and the role that hydrogenated process be in the whole process ・ then introduce the main equipment of hydrogenated workshop , The fluidized bed reactor and its main principle and the main internal components ・ Then puting forward the improvement plan for the gas distribution board, as it has more influence in conversion and efficiency of conversion of four chlorinated silicon into hydrogen silicone. To assess the economic benefit after improving・Keywords: Fluidized Bed Reactor Gas Distributing Plates Conversion Efficiency of conversion第一章绪论 (1)1・1课题研究背景 (1)1・2课题研究的意义 (2)1.3关于气体分布板的研究现状 (2)1・4本课题研究方法介绍 (2)1・5课题的研究内容及根本思路 (3)第二章改进西门子工艺及冷氢化工艺 (4)2.1改进西门子法 (4)2・1・1改进西门子法简介 (4)2.1・2改进西门子法相对于传统西门子法的优点 (5)2.2冷氢化工艺 (6)2・2・1冷氢化工艺简介 (6)2.2. 2冷氢化工艺相比于其他氢化工艺的优缺点 (6)第三章流化床反响器 (7)3.1流化床反响器简介 (7)3.2流化床反响器的分类 (8)3.3典型流化床反响器结构介绍 (8)3.4流化床内部构件一一气体分布板 (9)3.4. 1气体分布板需满足的根本要求 (9)3.4.2气体分布板的作用 (9)3.4.3气体分布板的分类 (9)第四章分布板的设计改进 (11)4.1原气体分布板装置的情况 (11)4.1.1气体分布板的结构 (11)4. 1.2原工艺条件 (13)4. 1. 3原分布板在上述工艺条件下的阻力降计•算 (13)4. 1. 4气体通过分布板时速度的计算 (13)4. 1. 5气速和压力降的计算结果 (13)4. 2根据原工艺条件计算流化速度 (14)4.2.1流化速度的计算 (14)4. 2. 2由于气体流速可能引起的非正常流化现象 (16)4. 3临界开孔率 (16)4.4改进方案设计 (16)第五章改进方案评价及改进后经济效益评估 (22)5.1改进方案评价 (22)5.2改进后经济效益评估 (23)第六章总结 (27)6.1收获 (27)6.2问题 (27)谢辞 (28)参考文献 (29)第一章绪论1 • 1课题研究背景太阳能是未来最清洁、平安和可靠的能源，兴旺国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后乂一爆炸式开展的行业。
硅冶炼方法
主要的多晶硅生产工艺1、改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。
国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
2、硅烷法——硅烷热分解法硅烷（SiH4）是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。
然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。
以前只有日本小松掌握此技术，由于发生过严重的爆炸事故后，没有继续扩大生产。
但美国Asimi和SGS公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。
3、流化床法以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。
制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。
因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大，生产效率高，电耗低与成本低，适用于大规模生产太阳能级多晶硅。
唯一的缺点是安全性差，危险性大。
其次是产品纯度不高，但基本能满足太阳能电池生产的使用。
此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工艺技术。
目前世界上只有美国MEMC公司采用此法生产粒状多晶硅。
此法比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。
4、太阳能级多晶硅新工艺技术除了上述改良西门子法、硅烷热分解法、流化床反应炉法三种方法生产电子级与太阳能级多晶硅以外，还涌现出几种专门生产太阳能级多晶硅新工艺技术。
1）冶金法生产太阳能级多晶硅主要工艺是：选择纯度较好的工业硅（即冶金硅）进行水平区熔单向凝固成硅锭，去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分后，进行粗粉碎与清洗，在等离子体融解炉中去除硼杂质，再进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭，去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分，经粗粉碎与清洗后，在电子束融解炉中去除磷和碳杂质，直接生成太阳能级多晶硅。
太阳能级多晶硅生产工艺介绍
流化床法是美国 Boeing 公司研发的多晶硅生产工艺，该方法主要采用硅籽作为 沉积体，再将其与卤硅烷进行反应，进而制造多晶硅。流化床法制造多晶硅需要 用到流化床反应器，具体反应过程如下：将 SiHCl3 和 H2 由底部注入到反应装 置中，在经过加热区和反应区后，可以和装置顶部的硅晶体进行反应，反应条件 需要处在高温环境，同时在气相沉积的作用下，硅晶体将会不断增多，最终可以 形成多晶硅产物。该方法与西门子法相比主要具有以下优势：第一，可以进行连
加的节能，能耗大约在 40kW·h/kg 左右。然而，该方法存在着一定的安全问题， 这是由硅烷的特性决定的，硅烷是一种易燃、易爆的气体，这极大地增加了硅烷 的保存难度，在日常生产过程中不易于管理。产品和晶种相对容易受到污染，存 在超细硅粉问题，工艺和设备成熟度较低。
3. 冶金法
冶金法制备多晶硅主要分为两个步骤：第一，需要采用真空蒸馏、定向凝固等方 式对工业硅进行提纯，去除工业硅中的杂质，使其纯度达到要求。第二，通过等 离子炉清除 C、B 等元素，得到更加纯净的硅元素。通过这种方式制备的多晶硅 具有 P-极性，并且电阻系数较小，因而具有较高的光电转化效果。日本 Kawasaki Steel 企业采用的就是这种制造方式，可以有效地对工业硅进行提纯。此外，上 述方法还可以进行优化，优化过程主要用到了湿法精炼极性处理。通过这种方式 可以对多晶硅进一步进行精炼，与未使用该方法相比，可以将太阳能电池的工作 效率提升到 15%左右。由此可见，多晶硅的纯度非常的重要，通过提高多晶硅 的纯度可以极大地改变多晶硅的物理特性，能够在很大程度上提高太阳能电池的 工作效率。
6. 电解法
电解法采用电解硅酸盐的方式得到纯度较高的硅，在电解装置中，以 C 作为阳 极，反应温度控制在 1000℃，在经过一段时间的电解反应后，Si 单质将会在阴 极上附着，阳极生成 CO2 气体。电解反应对电极材料的要求较高，这是因为在 电解反应中，尤其是温度较高的反应条件下，电极极易发生腐蚀，进而将新的杂 质引入反应体系中，如 B、P 等，对硅的纯度造成影响。以 CaCl2 作为熔盐电解 为例，使用石墨作为阳极，阴极采用特制材料。电解完成后，需要将阴极置于真
多晶硅提纯技术
多晶硅提纯技术目录摘要 (1)1引言 (1)2 多晶硅的提纯技术 (2)2.1 改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法 .........................2.2 流化床法——硅烷法——硅烷热分解法............................2.3冶金法——物理法——等离子体法 ................................ 3多晶硅提纯后的副产物的综合利用. (6)3.1 四氯化硅的性质 (6)3.2 四氯化硅的综合利用 .......................................... 4技术比较及发展趋势...................................................4.1国外多晶硅生产技术发展的特点.......................................4.2国内多晶硅生产技术发展趋势 (12)5 结束语 (14)6致谢 (15)7参考文献 (16)多晶硅的提纯技术及副产物的利用摘要：高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在未来的50年里，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。
随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球对多晶硅的需求增长迅猛，多晶硅价格也随之暴涨。
自2006年以来，受市场虚高价格与短期暴利诱惑，我国掀起了一波多晶硅项目的建设高潮，规模与投资堪称世界之最。
我国多晶硅产量2005年时仅有60吨，2006年也只有287吨，2007年为1156吨，但2008年狂飙到4000吨以上，2009年，中国多晶硅产量达1.5万吨。
2008年在金融危机影响下，多晶硅价格暴跌，从最高时的四五百美元/公斤，跌至最低至每公斤五六十美元。
2010年随着海外市场复苏，多晶硅进入新一轮投产热，乐电天威、鄂尔多斯子公司等多晶硅生产企业纷纷发布投产消息。
改良西门子法制备高纯多晶硅料
主讲人：廖卫兵教授 单 位：新余高等专科校
纲要
硅的化学提纯 高纯多晶硅硅料主要生产方法 改良西门子法 改良西门子法的关键技术
1.1 硅的化学提纯
对于太阳电池，多晶硅的纯度一般要求在6N （99.9999%）以上。到目前为止，都是利用 化学提纯技术，将冶金级硅（95%—99%）进 一步提纯，得到高纯多晶硅。
所谓硅的化学提纯是将硅用化学方法转化为中 间化合物，再将中间化合物提纯至所需的纯度， 然后再还原成高纯硅。
1.1 硅的化学提纯
硅的化学提纯主要包括三个步骤：
1
中间化合物的 形成。
2
中间化合物的 分离和提纯。
3
中间化合物被 还原或被分解 成高纯硅。
1.2 高纯多晶硅硅料主要生产方法
根据中间化合物的不同，化学提纯多晶硅可分为不同的 技术路线。目前，在工业中广泛应用的技术主要有：
三氯氢硅氢还原法 （西门子法）
硅烷热分解法
四氯化硅氢还原法
经过化学提纯得到的高
纯多晶硅的基硼浓度应 小于0.05ppba，基磷 浓度小于0.15ppba， 碳浓度小于0.1ppma， 金属杂质浓度小于 1.0ppba。
1.3 改良西门子法
三氯氢硅氢还原法于1954年由西门子公司研究成功， 因此又称为西门子法，是广泛采用的高纯多晶硅制备 技术，国际上生产高纯多晶硅的主要大公司都采用该 技术，包括瓦克、海姆洛克和德山。
对环境不产生污染（三氯氢硅和四氯化硅均有腐蚀性）。
知识回顾 Knowledge Review
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改良西门子法——为闭环式三氯氢硅氢还原法。在西门 子法工艺的基础上，通过增加还原尾气干法回收系统， 四氯化硅氢化工艺，实现了闭路循环。改良西门子法包 括5个主要环节：三氯氢硅合成，三氯氢硅精馏提纯， 三氯氢硅的氢还原，尾气的回收和四氯化硅的氢化分离；
1改良西门子法是目前主流的生产方式总
1、改良西门子法是目前主流的生产方法多晶硅是由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来，由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同，因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。
改良西门子法是目前主流的生产方法，采用此方法生产的多晶硅约占多晶硅全球总产量的85％。
但这种提炼技术的核心工艺仅仅掌握在美、德、日等7家主要硅料厂商手中。
这些公司的产品占全球多晶硅总产量的90%，它们形成的企业联盟实行技术封锁，严禁技术转让。
短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。
在未来15-20年内，采用改良西门子法工艺投产多晶硅的资金将超过1,000亿美元，太阳能级多晶硅的生产将仍然以改良西门子法为主，改良西门子法依然是目前生产多晶硅最为成熟、最可靠、投产速度最快的工艺，与其他类型的生产工艺处于长期的竞争状态，很难相互取代。
尤其对于中国的企业，由于技术来源的局限性，选择改良西门子法仍然是最现实的作法。
在目前高利润的状况下，发展多晶硅工艺有一个良好的机遇，如何改善工艺、降低单位能耗是我国多晶硅企业未来所面临的挑战。
2、西门子改良法生产工艺如下：这种方法的优点是节能降耗显著、成本低、质量好、采用综合利用技术，对环境不产生污染，具有明显的竞争优势。
改良西门子工艺法生产多晶硅所用设备主要有：氯化氢合成炉，三氯氢硅沸腾床加压合成炉，三氯氢硅水解凝胶处理系统，三氯氢硅粗馏、精馏塔提纯系统，硅芯炉，节电还原炉，磷检炉，硅棒切断机，腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置，还原尾气干法回收装置；其他包括分析、检测仪器，控制仪表，热能转换站，压缩空气站，循环水站，变配电站，净化厂房等。
（1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅，其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑（2）为了满足高纯度的需要，必须进一步提纯。
改良西门子法生产多晶硅的工艺研究
摘要多晶硅是硅产品产业链中的一个非常重要的中间产品，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料，是信息产业和新能源基础的原材料。
总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有:改良西门子法、硅烷法和流化床法。
其中改良西门子工艺生产的多晶硅的产能最大，约占全世界总产能的80% 。
本论文主要研究改良西门子法（又称闭环式三氯氢硅氢还原法）生产多晶硅，,与其他的方法相比其更具优越性.。
改良西门子法是用氯气和氢气合成氯化氢(或外购氯化氢)，氯化氢和工业硅粉(粗硅)在高温下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行化学精制提纯达到9个9以上，其中金属杂质总含量应降到0. 1 x 10 -9以下，提纯精馏后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD（化学沉淀法）反应生产高纯多晶硅。
改良西门子法生产多晶硅不但效率高而且环保。
国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产太阳能级与电子级多晶硅。
关键词：多晶硅；改良西门子法；提纯；还原Improved method of polysilicon production ofSiemens technology researchPolycrystalline silicon of the industrial grade silicon product is a very important intermediate products, is manufacturing silicon crystal, flowing and high purity silicon solar battery products of the main raw material, is the information industry and new energy foundation of raw materials. In general, the international polysilicon production main traditional process are: improved Siemens method, silane method and fluidized bed method. Which improved the production of Siemens polysilicon production capacity of the largest, accounts for about 80% of the world total.This thesis mainly research improved Siemens method (also called partially closed loop type hydrogen silicone hydrogen reduction method) production of polysilicon, and other methods more advantages than the Siemens method is improved with chlorine gas and hydrogen synthesis hydrogen (or outsourcing hydrogen), hydrogen and industrial silicon powder (coarse silicon) under high temperature hydrogen synthesis abroad.emphasis silicon, and then to the different chemical refining purified hydrogen silicon to nine and above, including metal impurity total content should be down to 0. 1 x 10 -9 the following, purification and distillation of the hydrogen in the different after silicon hydrogen reduction furnace for CVD chemical precipitation) reaction production high purity polycrystalline silicon. Improved Siemens method not only high efficiency and production of polysilicon environmental protection. The current available polycrystalline silicon factory most use this law in the production level and electronics polycrystalline silicon.Keywords: polysilicon; Improved Siemens method; Purification process; reduction摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 目前多晶硅的发展前景 (1)1.2 多晶硅行业发展趋势预测 (1)1.3 国内多晶硅企业发展面临的可能风险 (2)第2章多晶硅的生产方法 (4)2.1 多晶硅的概括 (4)2.2 硅烷法 (4)2.3 流化床法 (5)2.4 改良西门子法 (6)第3章改良西门子法介绍与对比 (9)3.1 改良西门子法介绍 (9)3.2 多晶硅生产过程中的产污分析 (13)3.3 改良西门子法与其它方法的对比 (14)3.3.1改良西门子法与西门子法的比较 (14)3.3.2改良西门子法与硅烷法比较 (15)结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)第1章绪论1.1 目前多晶硅的发展前景在如今能源日趋紧张、环境压力增大的情况上，世界各国都把目光投向了新能源领域，太阳能作为一种重要的可再生能源，其开发和利用已成为各国可持续发展战略的重要组成部分。
西门子法
1、改良西门子法是目前主流的生产方法多晶硅是由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来，由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同，因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，总的来说，目前国际上1、改良西门子法是目前主流的生产方法多晶硅是由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来，由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同，因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。
改良西门子法是目前主流的生产方法，采用此方法生产的多晶硅约占多晶硅全球总产量的85％。
但这种提炼技术的核心工艺仅仅掌握在美、德、日等7家主要硅料厂商手中。
这些公司的产品占全球多晶硅总产量的90%，它们形成的企业联盟实行技术封锁，严禁技术转让。
短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。
在未来15-20年内，采用改良西门子法工艺投产多晶硅的资金将超过1,000亿美元，太阳能级多晶硅的生产将仍然以改良西门子法为主，改良西门子法依然是目前生产多晶硅最为成熟、最可靠、投产速度最快的工艺，与其他类型的生产工艺处于长期的竞争状态，很难相互取代。
尤其对于中国的企业，由于技术来源的局限性，选择改良西门子法仍然是最现实的作法。
在目前高利润的状况下，发展多晶硅工艺有一个良好的机遇，如何改善工艺、降低单位能耗是我国多晶硅企业未来所面临的挑战。
2、西门子改良法生产工艺如下：这种方法的优点是节能降耗显著、成本低、质量好、采用综合利用技术，对环境不产生污染，具有明显的竞争优势。
改良西门子工艺法生产多晶硅所用设备主要有：氯化氢合成炉，三氯氢硅沸腾床加压合成炉，三氯氢硅水解凝胶处理系统，三氯氢硅粗馏、精馏塔提纯系统，硅芯炉，节电还原炉，磷检炉，硅棒切断机，腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置，还原尾气干法回收装置；其他包括分析、检测仪器，控制仪表，热能转换站，压缩空气站，循环水站，变配电站，净化厂房等。
多晶硅常见的工艺
经粗粉碎与清洗后，在电子束融解炉中去除磷和碳杂质，直接生成太阳 能级多晶硅。 2）气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅 据资料报导[1]以日本Tokuyama公司为代表，目前10吨试验线在运行， 200吨半商业化规模生产线在2005-2006年间投入试运行。 主要工艺是：将反应器中的石墨管的温度升高到1500℃，流体三氯氢硅 和氢气从石墨管的上部注入，在石墨管内壁1500℃高温处反应生成液体 状硅，然后滴入底部，温度回升变成固体粒状的太阳能级多晶硅。 3）重掺硅废料提纯法生产太阳能级多晶硅 据美国Crystal Systems资料报导[1]，美国通过对重掺单晶硅生产过程中 产生的硅废料提纯后，可以用作太阳能电池生产用的多晶硅，最终成本 价可望控制在20美元/Kg以下。 这里对几家国内多晶硅厂和国外多晶硅厂的设备技术做些比较. 新光核心技术是俄罗斯技术,也就是改良西门子技术同时还有德国设备 已经取得较大程度的磨合.今年估计产能300吨.估计实际产能会小于此 数.明年预估800-1000吨 洛阳中硅核心技术也是俄罗斯技术,今年也是300吨,明年预估1000吨. 峨眉半导体核心技术也是俄罗斯技术今年200吨. LDK 首先从德国sunways 买来了两套现成的 simens设备, 包括所有的附 件. sunways 帮助安装,和调试生产. 这两套设备年产量1000吨. 按照合同, 今年第四季度两套设备会送到江西. (我估计现在该到了, LDK 的人能证 实一下吗?). 明年6月份投产. 作为回报, LDK 在10 年内卖1GW 的wafer 给sunways. 这是个很好的交易, 等于 sunways 帮LDK 培育生产硅料的人才. 另外, LDK 还从 美国GT solar 买新的生产硅料的设备, 建成后, 2008 年 有6000吨的规模, 2009 年有15000吨的规模. 整个施工有美国Fluor 设计. Fluor的实力 强大无比, 只要它还在, 成功的可能性也很大.LDK了解的比 较深就多写些. 扬州顺大引进国外技术,计划明年量产6000吨 青海亚洲硅业(施正荣投资)引进国外技术,计划明年量产1000吨同时STP 和亚洲硅业签了长单协议明年下半年开始供货 其他的就不说了都没什么可能性. 现在说国外的 HEMLOCK.主要工艺是西门子法.2008年实现以三氯氢硅,二氯二氢硅.硅 烷为原料,流化床反应器的多晶硅生产新技术.明年增加3000吨MA二氯二氢硅+工业硅西门子工艺明年产能6000吨. WACKER二氯二氢硅+工业硅西门子工艺明年产能9000吨. MEMC流化床工艺明年产能8000吨 REC西门子工艺明年产能7000吨 国外多晶硅生产技术发展的特点： 1）研发的新工艺技术几乎全是以满足太阳能光伏硅电池行业所需要的 太阳能级多晶硅。 2）研发的新工艺技术主要集中体现在多晶硅生成反应器装置上，多晶 硅生成反应器是复杂的多晶硅生产系统中的一个提高产能、降低能耗的 关键装置。 3）研发的流化床（FBR）反应器粒状多晶硅生成的工艺技术，将是生 产太阳能级多晶硅首选的工艺技术。其次是研发的石墨管状炉（TubeRecator）反应器，也是降低多晶硅生产电耗，实现连续性大规模化生 产，提高生产效率，降低生产成本的新工艺技术。 4）流化床（FBR）反应器和石墨管状炉（Tube-Recator）反应器，生成 粒状多晶硅的硅原料可以用硅烷、二氯二氢硅或是三氯氢硅。 5）在2005年前多晶硅扩产中100%都采用改良西门子工艺。在2005年后 多晶硅扩产中除Elkem外，基本上仍采用改良西门子工艺。 通过以上分析可以看出，目前多晶硅主要的新增需求来自于太阳 能光伏产业，国际上已经形成开发低成本、低能耗的太阳能级多晶硅生 产新工艺技术的热潮，并趋向于把生产低纯度的太阳能级多晶硅工艺和 生产高纯度电子级多晶硅工艺区分开来，以降低太阳能级多晶硅生产成 本，从而降低太阳能电池制造成本，促进太阳能光伏产业的发展，普及 太阳能的利用，无疑是一个重要的技术决策方向。 2，国内多晶硅技术发趋势 目前国内的几家多晶硅生产单位的扩产，都是采用改良西门子工艺技 术。还没见到新的工艺技术有所突破的报导。
改良西门子法制多晶硅
改良西门子法制多晶硅
西门子法制多晶硅是一种生产太阳能电池的主要方法，其主要步骤包括将硅原料通过高温反应制得多晶硅，然后再通过加热和高温处理使其去除杂质、增强晶体质量。
为了改进西门子法制多晶硅的效率和成本，以下是一些可能的改良方法：
1. 使用优化的硅原料：优化硅原料的含杂量、粒度和化学纯度可以提高多晶硅的晶体质量和电池转换效率。
2. 采用高温熔体法：与西门子法相比，高温熔体法的反应过程更加均匀，可以进一步提高多晶硅晶体质量和转换效率。
3. 采用硅熔融法：硅熔融法可以将硅原料直接熔化，制得单晶硅材料，可以大幅提高太阳能电池的转换效率。
4. 改进晶体生长技术：采用最新的晶体生长技术，如气相沉积法、溶液法等，可以制得更均匀、更高质量的多晶硅材料。
5. 优化加工工艺：通过优化多晶硅的加工工艺，如锯切和薄化等，可以进一步提高太阳能电池的转换效率和降低成本。
总之，改进西门子法制多晶硅可以大幅提高太阳能电池的转换效率和生产效率，降低成本，促进可持续发展。
浅析改良西门子法多晶硅用铸锭硅芯
122浅析改良西门子法多晶硅用铸锭硅芯李素青（有色金属技术经济研究院，北京100080）摘 要：目前市面上的多晶硅大多采用改良西门子法生产的棒状多晶硅为主，在改良西门子法生产多晶硅过程中，硅芯是作为多晶硅生产过程中非常重要的辅材使用和消耗的。
本文简要回顾了硅芯发展历史，重点阐述了改良西门子法多晶硅用铸锭硅芯的工艺流程、技术指标及影响因素。
关键词：多晶硅、硅芯中图分类号：M914.4 文献标识码： A 文章编号：11-5004（2019）07-0122-2收稿日期：2019-07作者简介：李素青，生于1985年，女，汉族，内蒙古人，硕士，工程师。
主要研究方向：有色金属材料标准化。
1 概述当今，能源日趋紧张，环境压力增大，世界各国都把目光投向了新能源领域，太阳能作为一种重要的可再生能源，其开发和利用已成为各国可持续发展战略的重要组成部分，光伏发电增长速率在世界各种能源增长速率中名列前茅。
多晶硅因其原料来源广、生产效率高、生产规模大，已成为太阳能行业中的主导光伏材料。
目前市面上的多晶硅大多采用改良西门子法生产的棒状多晶硅为主，以流化床技术生产的粒状多晶硅为辅。
国内多晶硅生产采用的主流技术几乎都是改良西门子法，这种方法的优点是节能降耗显著、成本低、质量高，目前已占据了国内市场的80%以上。
在改良西门子法生产多晶硅过程中，硅芯是作为还原炉中进行还原反应沉积（CVD）多晶硅的热载体，在还原反应结束后，硅沉积在硅芯周围，硅芯连同硅通过破碎一起作为多晶硅原料使用，因此，硅芯是作为多晶硅生产过程中非常重要的辅材使用和消耗的。
2 硅芯发展历史还原炉中的硅芯就是“热载体”，也称“发热体”。
热载体有两个作用：第一，沉积多晶硅的场所；第二，还原炉的热源，用于控制反应区的温度。
也就是说，热载体既是还原反应的场所，又是还原反应所需能源的提供者，多晶硅的纯度与热载体密切相关，没有好的热载体，就不会生产出纯度合格的多晶硅。
可以作为热载体的物质有多种，其中有被用于热载体历史的是钼、钨、钽、石墨、硅和石英玻璃六种。
光伏硅料环节技术路线及设备梳理
光伏硅料环节技术路线及设备梳理光伏硅料环节的技术路线主要包括以下几种：
1. 改良西门子法：通过氯气和氢气反应生成三氯氢硅，然后将其与氢气反应生成多晶硅。
这种方法的优点是工艺成熟、设备简单、投资少、产量高，是目前主流的生产方法。
2. 硅烷法：通过硅烷气与氢气反应生成多晶硅。
这种方法的优点是原材料利用率高、电耗低、生产成本低，但工艺控制难度较大，设备成本较高。
3. 流化床法：通过液态硅烷在流化床中气固相反应生成多晶硅。
这种方法的优点是生产效率高、节能环保、设备成本低，但工艺控制难度较大，需要较高的技术水平。
在设备方面，光伏硅料环节的主要设备包括：
1. 改良西门子法设备：三氯氢硅合成炉、三氯氢硅精馏塔、还原炉、冷凝器、干燥器等。
2. 硅烷法设备：硅烷合成炉、硅烷精馏塔、多晶硅还原炉、冷凝器、干燥器等。
3. 流化床法设备：流化床反应器、加热器、冷凝器、干燥器等。
以上信息仅供参考，具体的技术路线和设备选择需要根据实际情况进行评估和选择。
改良西门子法生产多晶硅工艺简介
国内多晶硅产业概况
我国多晶硅工业起步于五、六十年代中期，生产厂多 达20余家，由于生产技术难度大，生产规模小，工艺技术 落后，环境污染严重，耗能大，成本高，绝大部分企业亏 损而相继停产和转产，到1996年仅剩下四家，即峨眉半 导体材料厂（所），洛阳单晶硅厂、天原化工厂和棱光实 业公司，合计当年产量为102.2 吨，产能与生产技术都与 国外有较大的差距。 1995年后，棱光实业公司和重庆天原化工厂相继停产 。多晶硅单厂产能要在年产1000吨以上才有规模效应。 目前我国的一期建设单厂规模在1000吨以上的企业主要 有南玻A、东方电气、特变电工、江苏阳光、江苏中能、 新光硅业、大全新能源等。
多晶硅介绍
硅是一种化学元素，它的化学符号是Si。原子序数 14，相对原子质量28.09，有无定形硅和晶体硅两种同素 异形体，属于元素周期表上IVA族的类金属元素。 晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度2.32-2.34 克／立方厘米，熔点1410℃，沸点2355℃，晶体硅属于 原子晶体，硬而有金属光泽，有半导体性质。硅的化学性 质比较活泼，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于 水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，用于制造合金如硅 铁、硅钢等，单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造 大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。硅在自然界分布 极广，地壳中约含27.6％，含量仅次于氧，居第二位。
废酸罐
氯气缓冲罐
氢气缓冲罐
工艺流程简述—三氯氢硅合成
工艺原理 三氯氢硅性质：分子量135.45，相对密度1.34kg/L， 熔点：-126.5℃,沸点：33℃，遇水分解。溶于CS2、CCL 4 、Cl+Cl3、苯。易燃、在空气中能自燃，燃点-27.8℃, 自燃 点104.4℃，与空气的爆炸极限：20.2～33.2%,有刺激性气 味；有毒，吸入三氯氢硅蒸汽损伤呼吸道。 三氯氢硅合成是通过氯化氢气体的压力作用将合成炉 内干燥的硅粉吹起达到沸腾状态，氯化氢与硅粉在300～ 320℃下进行合成反应。主要化学反应方程式： Si + 3HCI→SiHCL3 + H2 + 50kcal/mol Si + 4HCl→SiCl4 + H2 + 54.6kcal/mol
改良西门子法制备高纯多晶硅.doc
改良西门子法制备高纯多晶硅摘要：本文主要叙述了高纯多晶硅的各种制备方法，有三氯氢硅氢还原法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法、流化床法、物理提纯法等其他制备高纯多晶硅的工艺。
[1]其中重点介绍了现在普遍都使用，技术相对成熟的改良西门子法，包括改良西门子法的制备工艺、三氯氢硅的提纯与尾气处理。
关键词:高纯多晶硅；良西门子法；尾气处理The preparation of high purity poly crystalline siliconmodified SiemensAbstract：This paper mainly describes various preparation methods of high purity poly crystalline silicon,hydrogen reduction method,the silicon cross-linked with hydrogen silica thermal decomposition method,silicon tetra chloride hydrogen reduction method,fluidity bed method,physical purification method preparation of high purity poly crystalline silicon and other crafts. Which focus on widely used now，the technology is relatively mature and improved Siemens method,including improved Siemens method of preparation,chemical hydrogen purification of silicon and tail gas treatment.Keywords:high purity poly crystalline silicon；a good method of Siemens；tail gas treatment.绪论近年来，太阳能硅电池、半导体工业和电子信息产业发展迅猛，而多晶硅是这些产业的最基本和主要的功能材料，因此，多晶硅的生产受到了各国企业的重视。
三氯氢硅的精馏2
三氯氢硅的精馏在三氯氢硅合成工序生成，经合成气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的原料氯硅烷贮槽；在三氯氢硅还原工序生成，经还原尾气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的还原氯硅烷贮槽；在四氯化硅氢化工序生成，经氢化气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的氢化氯硅烷贮槽。
原料氯硅烷液体、还原氯硅烷液体和氢化氯硅烷液体别离用泵抽出，送入氯硅烷分离提纯工序的不同精馏塔中。
从原料氯硅烷贮槽送来的原料氯硅烷液体经预热器预热后，从中部送入1级精馏塔，进行除去低沸物的精馏操作。
塔顶排出不凝气体和部分二氯二氢硅，送往废气处理工序进行处理；塔顶馏出液为含有低[wiki]沸点[/wiki]和高沸点杂质的三氯氢硅冷凝液，依靠压差送入2级精馏塔；塔釜得到含杂质的四氯化硅，用泵送四氯化硅回收塔进行处理。
2级精馏塔为反应精馏，是通过用湿润的氮对三氯氢硅处理，把其中易于水解的杂质化合物转化成难于挥发的形态，以便用精馏的方法除去。
2级精馏为双系列生产线。
2级精馏塔塔顶排出不凝气体同样送往废气处理工序进行处理；塔顶馏出三氯氢硅冷凝液，依靠压差送入沉淀槽；塔釜含悬浮物的釜液，用泵送至四氯化硅回收塔进行处理。
3级精馏目的是脱除三氯氢硅中的低沸点杂质。
三氯氢硅清液经三级进料预热器后，进入3级精馏塔中部。
塔顶馏出含有二氯硅烷和三氯氢硅的冷凝液，靠位差流至二级三氯氢硅槽；塔底釜液为三氯氢硅，用泵送入4级精馏塔。
4级、5级精馏目的是分两段脱除三氯氢硅中的高沸点杂质。
3级釜液送入4级精馏塔中部。
4级塔顶馏出三氯氢硅冷凝液，靠位差流至5级精馏塔，进行脱除高沸点杂质的第二阶段。
5级塔顶馏出的三氯氢硅冷凝液送入五级冷凝液槽，一个贮槽注满后分析三氯氢硅是否符合工业级三氯氢硅对杂质含量的要求，在分析有效的情况下，工业级精制的三氯氢硅从贮槽靠位差流至8级精馏塔。
4级、5级塔釜排出的含有高沸点杂质的三氯氢硅，用泵送入二级三氯氢硅槽。
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1、改良西门子法是目前主流的生产方法
多晶硅是由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来，由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同，因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。
改良西门子法是目前主流的生产方法，采用此方法生产的多晶硅约占多晶硅全球总产量的85％。
但这种提炼技术的核心工艺仅仅掌握在美、德、日等7家主要硅料厂商手中。
这些公司的产品占全球多晶硅总产量的90%，它们形成的企业联盟实行技术封锁，严禁技术转让。
短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。
在未来15-20年内，采用改良西门子法工艺投产多晶硅的资金将超过1,000亿美元，太阳能级多晶硅的生产将仍然以改良西门子法为主，改良西门子法依然是目前生产多晶硅最为成熟、最可靠、投产速度最快的工艺，与其他类型的生产工艺处于长期的竞争状态，很难相互取代。
尤其对于中国的企业，由于技术来源的局限性，选择改良西门子法仍然是最现实的作法。
在目前高利润的状况下，发展多晶硅工艺有一个良好的机遇，如何改善工艺、降低单位能耗是我国多晶硅企业未来所面临的挑战。
2、西门子改良法生产工艺如下：
这种方法的优点是节能降耗显著、成本低、质量好、采用综合利用技术，对环境不产生污染，具有明显的竞争优势。
改良西门子工艺法生产多晶硅所用设备主要有：氯化氢合成炉，三氯氢硅沸腾床加压合成炉，三氯氢硅水解凝胶处理系统，三氯氢硅粗馏、精馏塔提纯系统，硅芯炉，节电还原炉，磷检炉，硅棒切断机，腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置，还原尾气干法回收装置；其他包括分析、检测仪器，控制仪表，热能转换站，压缩空气站，循环水站，变配电站，净化厂房等。
（1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅，
其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑
（2）为了满足高纯度的需要，必须进一步提纯。
把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中，生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCl3)。
其化学反应Si+HCl→SiHCl3+H2↑
反应温度为300度，该反应是放热的。
同时形成气态混合物(Н2, НС1, SiНС13, SiC14, Si)。
（3）第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯，需要分解: 过滤硅粉，冷凝SiНС13,SiC14，而气态Н2,НС1返回到反应中或排放到大气中。
然后分解冷凝物SiНС13, SiC14，净化三氯氢硅（多级精馏）。
（4）净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺，以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成多晶硅。
其化学反应SiHCl3+H2→Si+HCl。
多晶硅的反应容器为密封的，用电加热硅池硅棒（直径5-10毫米，长度1.5-2米，数量80根），在1050-1100度在棒上生长多晶硅，直径可达到150-200毫米。
这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应，并生成多晶硅。
剩余部分同Н2,НС1,SiНС13,SiC14从反应容器中分离。
这些混合物进行低温分离，或再利用，或返回到整个反应中。
气态混合物的分离是复杂的、耗能量大的，从某种程度上决定了多晶硅的成本和该 3工艺的竞争力。
在西门子改良法生产工艺中，一些关键技术我国还没有掌握，在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了，不仅提炼成本高，而且环境污染非常严重。
在“十一五”期间，为实现采用改良西门子工艺的多晶硅的产业化，建议开展下述课题研究：基于SiHCl3氢还原法的低电耗多晶硅生成反应器技术；干法回收中H2、HCl、SiHCl3、SiCl4混合气体大能力无油润滑加压装置；SiCl4氢化反应器进料系统控制技术装置；大型多侧线SiHCl3高效提纯技术装置；千吨级多晶硅生产系统自动控制组态技术。
西门子法主要分为三个关键过程:一是硅粉和氯化氢在流化床上进行反应以形成中间化合物三氯氢硅(TCS);二是将三氯氢硅进行分馏以获得ppb级高纯的状态;三是将超纯三氯氢硅用氢气通过化学气相沉积(CVD)还原成所需的产品--
半导体级多晶硅。
西门子法也称三氯氢硅精馏法,因此法由西门子公司发明而得名[10].西门子法是目前生产多晶硅,特别是单晶硅用多晶硅的主要方法,其主要流程见图3.
图3 西门子法生产多晶硅流程简图
Fig·3 The general flow chart ofpolysilicon production by siemens process 如图,首先将工业硅粉碎,在流化床反应器中与HCl气体混合并发生反应(350℃)Si+3HCl→SHi Cl3+H2,由于SHi Cl3在30℃下呈液态,所以很容易与氢气分离.将得到的SHi Cl3精馏与其它杂质的氯化物分离.经过提纯后的SHi Cl3在高温(1 100~1 200℃)进行化学气相沉积(简称VCD),得到6N~10N的电子级多晶硅棒.
改良西门子法
1955年，西门子公司成功开发了利用H2还原SiHCl3在硅芯发热体上沉积硅的工艺技术，并于1957年开始了工业规模的生产，这就是通常所说的西门子法。
在西门子法工艺的基础上，通过增加还原尾气干法回收系统、SiCl4
氢化工艺，实现了闭路循环，于是形成了改良西门子法——闭环式SiHCl3氢还
原法。
改良西门子法的生产流程是利用氯气和氢气合成H C l（或外购HCl），HCl 和工业硅粉在一定的温度下合成SiHCl3，然后对SiHCl3进行分离精馏提纯，提纯后的SiHCl3在氢还原炉内进行化学气相沉积反应得到高纯多晶硅。
改良西门子法包括五个主要环节：即SiHCl3合成、SiHCl3精馏提纯、SiHCl3的氢还原、尾气的回收和SiCl4的氢化分离。
该方法通过采用大型还原炉，降低了单位产品的能耗。
通过采用SiCl4氢化和尾气干法回收工艺，明显降低了原辅材料的消耗。
改良西门子法是目前生产多晶硅最为成熟、投资风险最小、最容易扩建的工艺，国内外现有的多晶硅厂大多采用此法生产太阳能级与电子级多晶硅。
所生产的多晶硅占当今世界生产总量的70%～80%。
改良西门子法生产多晶硅属高能耗的产业，其中电力成本约占总成本的70%左右。
(1)改良西门子法。
改良西门子法是以HCl（或Cl2、H2）和冶金级工业硅为原料，
由SiHCl3氢还原生产多晶硅。
西门子法目前已改良发展到第三代技术。
第一代技术只对还原炉中未反应的氢气进行回收利用，只适合于百吨以下规模生产。
第二代是在第一代的基础上，实现了SiCl4的回收利用，增加沉积速度，从而扩大生产。
第三代技术通过采用活性炭吸附法或冷SiCl4溶解HCl法，解决了干法回收氯化氢技术，将得到的干燥的HCl又进入流化床反应器与冶金级硅反应，从而实现了完全闭路循环生产，适用于现代化年产1000T以上规模的多晶硅生产。
其具体生产工艺流程见图1。
1，改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法
改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。
国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
用西门子技术生产的多晶硅的质量能充分满足光伏电池的要求。
这是因为液态的SiHCl3 能用工艺成熟的精馏法提纯, 塔板数可按要求增加, 先进的精馏塔已达30～40 m。
产品SiHCl3 中As、B 含量均≤0.03 ppba, P≤0.3 ppba。
西门子法的成本是比较低的[4], 可以降到20～30 美元/kg( 与电价有关) 。
要降低成本必须掌握先进的西门子技术。
西门子法开始于20 世纪50 年代, 已经历了40 多年的改进,虽然仍称西门子法, 但其内容细节与过去已不相同。
它构成当今主流工艺, 其还原能耗由20 世纪80 年代的300 kWh/kg 降至90年代的95～110
kWh/kg, 现在先进的西门子技术更进一步降至60～70 kWh/kg, 还解决了副产物SiCl4 转化为SiHCl3 的难题[5]。
（[4] 梁骏吾. 兴建年产一千吨电子级多晶硅工厂的思考[J ]. 中国工程科学, 2000, 2( 6) : 33- 35.[5] 梁骏吾. 电子级多晶硅生产工艺[J ]. 中国工程科学, 2000, 2(12):34-39.）
其原理是将SiCl4、H2 在催化剂作用下与冶金级硅反应生成SiHCl3。
其反应为: 3SiCl4+Si+2H2→4SiHCl3。
反应条件为3.45 MPa压力和500℃温度; 电耗为20 kWh/kg。
分离提纯后, 高纯SiHCl3又进入还原炉生成多晶硅, 形成闭环生产。
降低还原电耗, 就必须提高多晶硅的沉积速度。
在大沉积速度条件下, SiHCl3 一次通过的转换效率不高, 因此必须回收大量的SiCl4、SiHCl3、HCl 和H2。
先进的回收系统要求对这些物质的回收率达到98%～99%。
生产1 kg 硅的物耗指标为冶金级硅消耗1.2 kg、SiCl4 消耗0.3 kg、氢消耗1.3 m3。
此外, SiHCl3 工艺很安全, 而SiH4 的安全性差。
全世界生产多晶硅的工厂共有10 家, 使用西门子技术的有7 家, 西门子法硅产量占生产总量的76.7%。