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        不同硅碳棒高度及直徑情況下表面沉積速率分析

            在太陽能的利用過程中,多晶硅是重要的原材料,F有太陽能級多晶硅生產主要采用改良西門子法,約占總產量的80%以上。該過程中最關鍵的設備是多晶硅還原爐,其還原電耗占整個多晶硅生產過程總電耗的60%以上。因此改進多晶硅生產設備、降低多晶硅生產過程能耗是目前太陽能光伏產業的緊迫課題。多晶硅還原爐內的SiHCl3氫還原過程極其復雜,并且受多種因素的影響,目前還沒有完整的理論對所有的影響因素進行系統的分析,對多晶硅還原爐的研究重點主要集中在物理場的數值模擬方面。但是,對還原爐的數值模擬大多未涉及到化學反應過程,這與實際情況相差很大。部分研究者進行了化學氣相沉積反應的數值模擬,但基本集中在研究工藝參數對硅沉積速率的影響,沒有對結構參數進行研究和探討。為了真實地再現爐內的情況,利用CFD軟件對爐內的流動、傳熱和化學反應過程進行數值模擬,并分析不同硅碳棒高度及直徑情況下硅碳棒表面沉積速率、SiHCl3轉化率、硅產率及單位能耗的變化規律,計算結果可以為實際生產實踐提供相關依據和參考。反應機理在多晶硅還原爐內,SiHCl3被H2還原建立了多晶硅還原爐內SiHCl3氫還原過程的三維模型,利用CFD軟件對爐內的流動、傳熱和化學反應過程進行了數值模擬,并分析了硅碳棒高度和硅碳棒直徑對沉積特性的影響。結果表明:隨著硅碳棒高度的增加,SiHCl3轉化率、硅產率和硅表面沉積速率不斷增大,單位能耗不斷減小;從反應的角度來說,硅碳棒高度越高越好。

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