颗粒硅中氢杂质对直拉单晶硅的影响及控制措施分析.pdfVIP

第46卷第7期太阳能学报Vol.46，No.7

2025年7月ACTAENERGIAESOLARISSINICAJul.，2025

DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0390文章编号：0254-0096（2025）07-0568-09

颗粒硅中氢杂质对直拉单晶硅的影响及

控制措施分析

1，21，22

李杰，黄虎一雄，章金兵

（1.浙江理工大学材料科学与工程学院，杭州310018；2.浙大宁波理工学院材料科学与工程学院，宁波315100）

摘要：硅烷流化床法制备的颗粒多晶硅因工艺缺陷使得其氢杂质含量比改良西门子法制备的棒状硅高，这导致在后续的直

拉单晶硅生产过程中产生“氢跳”现象，该现象会对设备和产品造成一系列的负面影响。产线上和研究者们都在不断地寻找合

适的方法去除颗粒硅中的氢杂质，以避免“氢跳”现象的发生，但目前针对此类的研究报道尚少。该文分析了颗粒硅内氢杂质

可能的形成过程，阐述了颗粒硅中氢杂质对直拉单晶硅的影响及其控制措施，提出颗粒硅中氢杂质去除所面临的问题与挑战。

最后，对未来有关颗粒硅中氢杂质的研究发展提出建议。

关键词：多晶硅；颗粒料；脱氢；直拉单晶；“氢跳”现象

中图分类号：TQ127.2文献标志码：A

为解决“氢跳”问题，提高颗粒多晶硅的利用率和生产效率提

0引言

供有力的支持。

近年来，人类不断深入对太阳能资源利用及其利用效率

［1-4］1化学法制备多晶硅的工艺概述

的研究。在光伏硅材料领域，硅烷流化床法制备颗粒硅凭

借着低成本、低能耗等优点异军突起。但由于硅烷法工艺自

1.1改良西门子法制备棒状硅

身的局限性，导致颗粒硅氢含量比改良西门子法制备的棒状

［6-7］

改良西门子法是一种以三氯氢硅为硅源经过一系列

硅高，引发了在后续直拉单晶硅的过程中出现“氢跳”现象。

“氢跳”现象指硅料中的氢气在硅料未完全熔融时逸出，接化工处理制备多晶硅的方法，其工艺流程如图1所示。该方

触硅液液面，呈现沸腾状态，造成硅液溅出。“氢跳”现象不法主要包括5个环节：三氯氢硅的合成、三氯氢硅的精馏提

仅会造成生产工序中断，还会损坏加热线圈、石英坩埚等关纯、三氯氢硅的氢化还原、尾气处理和四氯化硅的氢化分离。

键部件，对下游单晶拉制的效率及成本产生负面影响。为该方法在西门子法的基础上增加了尾气处理和四氯化硅氢

减少“氢跳”现象的发生，目前直拉单晶硅企业内普遍把颗粒化工艺，实现了生产过程的循环，可避免剧毒副产物直接排放，

多晶硅当作添加料，然而，添加比例基本上控制在30%以下，H