太阳能光伏产业·硅材料系列教材：多晶硅生产技术 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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邓丰，唐正林编

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出版社：化学工业出版社

ISBN：9787122055019

版次：1

商品编码：10068625

包装：平装

开本：16开

出版时间：2009-08-01

用纸：胶版纸

页数：194

字数：319000

正文语种：中文

具体描述

内容简介

　　《多晶硅生产技术》主要讲述了改良西门子法生产多晶硅的制备原理。内容包括多晶硅原料制备、原料提纯、多晶硅制备、尾气回收、硅芯的制备等核心内容，同时对超纯水的制备，氢气、氯气的制备和净化作了详细介绍。《多晶硅生产技术》紧密结合生产实践，注重了理论与实践的有机结合。
　　《多晶硅生产技术》可作为高职高专硅材料技术及光伏专业的教材，同时也可作为中专、技校和从事单晶硅生产的企业员工的培训教材，还可供相关专业工程技术人员学习参考。

内页插图

第1章概述
1．1 硅的简介
1．2 硅材料工业概况
1．3 多晶硅的生产方法
小结
习题

第2章纯水的制备
2．1 水的概述
2．2 离子交换法简介
2．3 去离子水（高纯水）的制备工艺
2．4 离子交换法制备纯水
2．5 纯水制备系统主要设备及工作原理
2．6 纯水制备系统运行控制
2．7 纯水制备系统的清洗
2．8 高纯水的测量
小结
注释
习题

第3章工业硅的生产
3．1 工业硅生产原理及影响因素
3．2 工业硅生产工艺
3．3 工业硅生产操作
3．4 工业硅生产设备
3．5 生产操作及安全控制
3．6 烟气净化利用
小结
习题

第4章氢气的制备和净化
4．1 氢气的简介
4．2 氢气的生产工艺
4．3 氢气的净化、储存和运输
4．4 氢气的安全使用
小结
习题

第5章液氯的汽化
5．1 氯气的性质
5．2 液氯的汽化
5．3 氯的存放和安全使用
小结
习题

第6章氯化氢的合成
6．1 氯化氢的性质
6．2 氯化氢的合成原理
6．3 氯化氢合成工艺过程
6．4 主要设备及其作用
6．5 工艺条件选择和操作要点
6．6 质量控制要点
6．7 安全控制
小结
习题

第7章三氯氢硅的合成
7．1 三氯氢硅制备原理
7．2 三氯氢硅合成工艺流程
7．3 三氯氢硅合成的主要设备
7．4 三氯氢硅合成的工艺条件
7．5 生产现场操作要点
小结
习题

第8章三氯氢硅的提纯
8．1 三氯氢硅中杂质含量的分析
8．2 提纯三氯氢硅的方法简介
8．3 精馏的基本概念
8．4 双组分溶液的气液相平衡
8．5 精馏原理
8．6 精馏塔的物料衡算——操作线方程
8．7 双组分连续精馏过程的计算
8．8 精馏提纯设备
8．9 精馏工艺
小结
习题

第9章三氯氢硅氢还原制备高纯硅
9．1 三氯氢硅氢还原的原理及影响因素
9．2 三氯氢硅氢还原的工艺
9．3 三氯氢硅氢还原操作要点及事故处理
9．4 三氯氢硅氢还原工艺质量要求
9．5 三氯氢硅氢还原工艺中的计算
9．6 还原生产中的热能综合利用
小结
习题

第10章还原尾气干法回收工艺
10．1 重要作用和意义
10．2 干法回收的工艺过程
10．3 四氯化硅的氢化
小结
习题

第11章硅芯的制备与腐蚀
11．1 硅芯的制备
11．2 硅芯腐蚀
小结
习题

第12章硅烷法制备高纯硅
12．1 硅烷的概述
12．2 原料的制取及处理
12．3 硅烷的发生
12．4 硅烷的提纯
12．5 硅烷热分解制备多晶硅
小结
习题
参考文献

精彩书摘

　　第2章　纯水的制备
　　2.4　离子交换法制备纯水
　　2.4.1　新树脂的选择和预处理
　　（1）选择树脂型号及确定阴离子交换树脂、阳离子交换树脂的比例
　　离子交换树脂的型号很多，并在不断增加。制取高纯水时一般采用强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂，并根据流程选择树脂型号。
　　阴离子交换树脂、阳离子交换树脂的比例决定于阴离子交换树脂、阳离子交换树脂的交换当量（约1:2）和原水中离子的种类与含量两个方面，不能由一个因素单独确定。在一般水质条件下，阴离子交换树脂、阳离子交换树脂的比例为1:（1.8～2）。
　　（2）新树脂的预处理
　　新树脂分干、湿两种，使用前都应进行预处理:膨胀处理和变形处理。
　　①膨胀处理膨胀处理的目的是防止新树脂遇水后膨胀过快而碎裂，影响树脂的机械强度，降低树脂的使用寿命。

前言/序言

《太阳能光伏产业·硅材料系列教材：多晶硅生产技术》一、本书概述本书旨在全面、深入地剖析太阳能光伏产业核心环节——多晶硅生产的各项技术。作为“太阳能光伏产业·硅材料系列教材”的重要组成部分，本书聚焦于多晶硅这一关键原材料，系统阐述其从基础理论、工艺流程、设备选型到质量控制、成本管理、环境保护等各个方面。本书力求为光伏产业从业者、相关领域的研究人员、高校师生提供一份权威、实用、具有前瞻性的参考资料。二、核心内容解析 1. 多晶硅的定义、特性与重要性定义与分类：详细介绍多晶硅的化学构成、晶体结构，并区分不同纯度等级（如电子级、太阳能级）及其应用差异。物理化学特性：深入探讨多晶硅的熔点、密度、导电性、热导率、光学特性等关键参数，以及这些特性对其在光伏电池转换效率中的影响。产业地位：强调多晶硅作为太阳能电池最主要的原材料，其产量、质量和成本直接决定了光伏发电的竞争力，是整个光伏产业链的基石。 2. 多晶硅的主要生产工艺本书将重点介绍当前主流的多晶硅生产技术，并对其优缺点进行深入分析。西门子法（改良西门子法）：工艺流程：详细讲解以三氯氢硅（TCS）为原料，通过还原反应在高温下沉积在硅芯棒上的过程。包括TCS的制备、提纯、还原反应机理、温度控制、载气（如氢气）的作用、硅芯棒的生长、取出、切片等各个环节。关键设备：介绍还原炉、尾气处理系统、TCS循环提纯设备、硅芯棒退火炉等核心设备的工作原理、结构特点及操作要点。技术难点与优化：分析还原炉效率、硅芯棒均匀性、尾气中氯化物回收等关键技术瓶颈，并介绍相应的改进措施和技术发展趋势（如改进炉型设计、优化温度场、提高TCS转化率等）。成本与能耗：探讨西门子法在能耗（特别是电耗）、原材料消耗、设备投资等方面的成本构成，并分析降低成本的策略。改良直流还原法（流化床法/冷凝法）：工艺原理：阐述以硅粉和氯化物为原料，在直流电弧作用下直接还原生成多晶硅的工艺。重点介绍流化床反应器和冷凝器的设计与运行。优点与挑战：分析其相较于西门子法的优势，如能耗较低、设备结构相对简单等。同时，深入探讨其在产品纯度控制、颗粒细化、大规模生产稳定性等方面的技术挑战。设备组成：介绍直流电弧还原炉、流化床反应器、旋风分离器、尾气处理装置、冷凝器等关键设备。其他生产工艺（简述）：硅热法：介绍以石英砂为原料，通过电弧炉高温还原直接生产工业硅，再进一步提纯的工艺路线。等离子体化学气相沉积法（PECVD）等新兴技术：简要介绍其原理、发展现状及潜在应用前景。 3. 原料制备与提纯技术工业硅：详细讲解工业硅的生产工艺，包括石英砂和还原剂（如炭素材料）的配比、电弧炉操作参数、熔炼过程中的杂质去除等。三氯氢硅（TCS）：阐述TCS的合成方法（如硅粉与氯化氢反应），以及TCS的精馏提纯工艺，包括精馏塔的设计、操作参数控制、杂质分离机理等，以达到太阳能级多晶硅所需的纯度要求。副产物处理与回收：介绍生产过程中产生的副产物（如四氯化硅、氯化氢等）的处理方法，以及高效的回收利用技术，以降低生产成本和减少环境污染。 4. 生产过程中的质量控制与检测杂质分析：详细介绍多种分析检测技术，如感应耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）、感应耦合等离子体质谱法（ICP-MS）、气质联用（GC-MS）等，用于检测多晶硅中的金属杂质、非金属杂质及其含量。晶体结构分析：介绍X射线衍射（XRD）、金相显微镜等手段，用于分析多晶硅的晶粒尺寸、取向、晶界等微观结构特征。物理性能测试：讲解电阻率、载流子寿命等关键性能参数的测试方法。质量标准与认证：介绍国际和国内关于多晶硅质量的相关标准（如IEC标准、国家标准），以及获得质量认证的重要性。 5. 成本分析与经济性评估成本构成：全面分析多晶硅生产的各项成本，包括原材料成本、能源成本（电、水、气）、人工成本、设备折旧与维护费用、研发投入、管理费用等。经济性指标：介绍投资回报率（ROI）、净现值（NPV）、内部收益率（IRR）等经济性评估工具，并结合实际案例进行分析。降本增效策略：探讨通过技术创新、工艺优化、规模化生产、产业链协同、副产物回收利用等多种途径降低生产成本，提升产品竞争力。 6. 环境保护与安全生产污染治理：详细介绍多晶硅生产过程中产生的废气（如HCl、SiCl4）、废水、固体废弃物（如硅泥）的处理技术和环保措施，如尾气吸收塔、废水处理系统、固废资源化利用等。安全操作规程：强调危险化学品（如TCS、HCl）的安全储存、运输、使用，以及高温、高压等设备的安全操作要求。绿色生产理念：倡导节能减排、清洁生产，推动多晶硅产业的可持续发展。 7. 行业发展趋势与未来展望技术革新：预测未来多晶硅生产技术的发展方向，如更高纯度、更低成本、更低能耗的新工艺；连续化、智能化生产模式的推广。市场格局：分析全球多晶硅市场的供需关系、主要生产商及竞争态势。政策导向：探讨国家政策（如补贴、环保要求、产业规划）对多晶硅产业发展的影响。可持续发展：展望多晶硅产业如何在保障能源供应、降低碳排放方面发挥更大作用。三、目标读者太阳能光伏产业从业人员（工程师、技术员、管理人员）相关科研院所的研究人员高校（化学工程、材料科学、能源工程等专业）的教师和学生对多晶硅生产技术感兴趣的投资者和政策制定者四、编写特点系统性强：涵盖多晶硅生产的各个环节，理论与实践相结合。专业性深：采用严谨的科学术语和数据，深入解析技术细节。实用性高：结合实际生产经验，提供可操作的技术指导和解决方案。前瞻性好：关注行业最新动态和未来发展趋势。本书的出版，将为推动我国乃至全球太阳能光伏产业的健康、快速发展，贡献一份重要力量。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新能源行业充满好奇的普通读者，我一直对太阳能光伏技术充满了兴趣，而多晶硅作为其核心材料，其生产过程更是吸引着我。这本书的出版，无疑为我提供了一个深入了解的好机会。我非常欣赏书中可能包含的“质量控制与检测技术”部分。我推测书中会详细介绍用于检测多晶硅材料各项性能的常用方法，例如电阻率、载流子寿命、杂质含量、晶粒尺寸等，并会阐述这些参数与光伏电池性能之间的关联。我还对书中可能涉及的“生产过程中的安全与环保问题”部分感到好奇，了解一个产业的健康发展，离不开对其可持续性的考量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对新能源领域充满热情的研究生，一直在寻找一本能够系统性梳理多晶硅生产技术的书籍，而这本书的出现，无疑为我提供了一个绝佳的选择。书中提及的“工业化大规模生产中的工艺优化与成本控制”章节，让我看到了其理论与实践相结合的特点。我推测书中会详细分析当前多晶硅生产面临的挑战，例如如何降低能耗、提高原料利用率、减少环境污染等，并且会介绍一系列行之有效的方法和技术手段。我非常期待书中能够分享一些在实际生产过程中积累的宝贵经验，例如不同炉型、不同冷却速率对晶体质量的影响，以及如何通过精密的监测和控制系统来保证产品的一致性和稳定性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我留下了深刻的印象。封面采用了一种富有金属质感的银色，上面印着精细的太阳能电池片图案，整体风格显得非常专业且具有科技感。翻开书本，纸张的质量非常高，厚实且有韧性，手感极佳，印刷清晰，色彩还原度也很高。每一页的内容都排布得井井有条，章节标题、小标题、正文、图表都界限分明，给人一种非常舒服的视觉感受。即使是复杂的公式和图示，也都能清晰呈现，这对于阅读技术性强的书籍来说，是至关重要的。我非常期待在这样的阅读体验下，能够更深入地领略书中关于多晶硅生产技术的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常吸引我，深邃的蓝色背景搭配着金色的太阳能电池板线条，给人一种科技感和未来感。我迫不及待地想翻开它，去探索多晶硅生产背后的奥秘。目录部分让我看到了其内容的全面性，从原料的准备到最终产品的形成，每个环节都似乎被涵盖其中。我尤其对书中关于“多晶硅的成型工艺与铸锭过程”的章节产生了浓厚的兴趣。我猜想书中会详细介绍不同类型的铸锭炉（如重力铸造、定向凝固等）的工作原理，以及在铸锭过程中如何控制冷却速率、温度梯度等关键参数，以获得具有特定晶粒尺寸和取向的多晶硅锭。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在光伏行业一线工作的工程师，我一直关注着多晶硅生产技术的最新发展。这本书的出现，让我看到了一个系统性梳理和总结的机会。书中的“智能化与自动化在多晶硅生产中的应用”章节，引起了我的极大兴趣。我推测书中会介绍如何利用先进的传感器、控制系统和人工智能技术，来提升生产效率、降低人力成本、减少人为错误，并最终实现生产过程的柔性化和智能化。我也对书中可能包含的“废弃物处理与资源回收利用”技术非常关注，这不仅是环境保护的要求，也是降低生产成本、提升企业竞争力的重要途径。我希望这本书能为我提供一些新的思路和技术方案。

评分☆☆☆☆☆

从书的厚度和内容概览来看，这是一本非常扎实的技术专著。我特别关注书中关于“热场设计与传热控制在晶体生长中的作用”这一部分。我推测书中会详细讲解如何通过优化加热器、保温层、冷却系统等热场组件的设计，来精确控制晶体生长过程中的温度分布和热量传递，从而获得高质量的多晶硅锭。我也对书中可能涉及的“坩埚材料选择与腐蚀防护”技术非常感兴趣，坩埚在多晶硅的生长过程中扮演着至关重要的角色，其材料的优劣直接影响到硅的纯度和晶体的质量。我希望书中能提供关于不同坩埚材料（如石英、碳等）的性能对比以及相关的腐蚀防护策略。

评分☆☆☆☆☆

读到这本书的目录，我立刻被其内容的严谨性所吸引。从最基础的硅的晶体结构介绍，到复杂的晶体生长工艺，再到后续的提纯、切割等环节，条理清晰，层层递进，仿佛为我构建了一个多晶硅生产的完整技术地图。这种由浅入深、由宏观到微观的编排方式，对于我这样一个初学者来说，无疑是最友好的。我尤其关注书中关于“硅基半导体材料性能与制备工艺的关系”这一部分，我猜测书中会详细阐述不同生产工艺对最终硅材料性能的影响，以及如何通过优化工艺来满足日益增长的光伏电池效率需求。此外，我对书中可能涉及的“晶界控制与缺陷抑制”技术有着浓厚的兴趣，这直接关系到多晶硅电池的能量转换效率，相信书中会有独到的见解和前沿的讨论。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节标题给我一种非常深入和全面的感觉。“多晶硅的生长机理与动力学模型”这样的标题，预示着书中不仅仅会停留在现象的描述，更会深入到背后的科学原理。我猜想书中会详细探讨硅熔体的流动、传热以及晶体成核与生长的过程，并可能引入相关的物理化学模型来解释这些现象。这对于理解多晶硅的微观结构形成至关重要。我也对书中关于“先进的提纯技术与杂质控制”部分充满了期待，杂质的存在会严重影响半导体材料的电学性能，因此，如何有效地去除杂质，是多晶硅生产中的关键技术之一。我希望能在这部分内容中了解到最新的提纯方法，以及如何在生产过程中实时监测和控制杂质含量。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对材料科学充满好奇的大学生，一直希望能够深入了解太阳能光伏产业的核心技术。这本书的书名“多晶硅生产技术”让我眼前一亮。从书的整体设计来看，它应该是一本非常专业且具有学术深度的教材。我特别关注书中可能涵盖的“多晶硅的晶体学基础与缺陷表征”部分。我猜测书中会详细介绍多晶硅的晶体取向、晶界结构以及各种缺陷（如位错、空位、间隙原子等）的形成机理和对材料性能的影响。我期待能够从中学习到如何利用各种表征手段（如X射线衍射、电子显微镜等）来分析和理解多晶硅的微观结构。

评分☆☆☆☆☆

这本书的包装十分精美，采用了硬壳精装，封面设计简洁大气，以深邃的蓝色为主色调，点缀着太阳能光伏板的抽象图案，象征着科技与未来的融合。翻开书页，纸张的触感非常细腻，厚实且富有质感，印刷清晰，字迹工整，没有任何模糊或串行的现象，这对于一本技术性教材来说，无疑是至关重要的细节。我特别欣赏的是，作者在每章的开头都设置了清晰的学习目标，并在章节末尾提供了详实的习题和思考题，这使得学习过程更有条理，也更容易检验学习效果。虽然我还没有深入阅读其核心技术内容，但仅从这本书的制作工艺和排版设计上，就能感受到出版方和作者的用心，这无疑会极大地提升读者的阅读体验和学习的积极性。我期待着在接下来的阅读中，能够体验到其内容上的深度与广度，进一步了解多晶硅生产背后的技术细节和发展脉络。

评分☆☆☆☆☆