실리콘화 마그네슘법은 Mg2Si 와 NH4Cl 을 이용하여 액암모니아에서 반응하여 실리콘을 생성하는 것이다. 이런 방법은 원료 소비가 많고, 원가가 높고, 위험성이 커서 줄곧 보급되지 않았다. 현재 일본에는 소나무만 이런 방법을 사용한다. 현대 실리콘은 타화법으로 만들어졌는데, 야금급 실리콘과 SiCl _ 4 를 원료로 합성 실리콘이다. 먼저 SiCl _ 4, Si 및 H2 반응은 SiCl _ 3 을 생성한 다음 SiCl _ 3 불균등 화는 SiCl _ 2 를 생성하고, 마지막으로 SiCl _ 2 촉매 불균등 화는 SiH4, 즉 3sicl _ 4+si+2 H2 = 각 단계의 변환 효율이 비교적 낮고, 자재는 여러 번 순환해야 하며, 전체 과정은 반복 가열 냉각이 필요하기 때문에 에너지 소비가 비교적 높다. 정류를 거쳐 정제한 후 준비한 실리콘을 지멘스법과 같은 고정층 반응기에 도입하여 800 C 에서 열분해한다. 반응은 다음과 같습니다: SiH4= Si+ 2H2.
실란 가스는 저끓는 유독성 인화성 기체이다. 반응 설비는 밀봉해야 하며 방화, 부동액, 방폭 등의 안전 조치를 취해야 한다. 실리콘도 독특한 자연연소성과 폭발성으로 유명하다. 실리콘의 자연 발화 범위는 매우 넓고 연소 에너지는 매우 강하여 매우 위험한 기체로 결정된다. 실리콘의 위험성은 그것의 응용과 보급을 크게 제한한다. 실리콘과 관련된 프로젝트나 실험에서 부적절한 설계, 운영 또는 관리는 심각한 사고나 재앙을 초래할 수 있습니다. 그러나 과도한 공포와 부적절한 예방 조치는 실리콘의 응용에 안전보장을 제공하지 못한다는 사실이 드러났다. 따라서 실리콘을 안전하고 효율적으로 사용하는 방법은 항상 생산 라인과 실험실에서 면밀히 주목해야 할 문제였습니다.
지멘스법에 비해 실리콘열분해법은 실리콘이 정제하기 쉽고 실리콘 함량이 높고 (87.5%, 분해율이 99%), 분해온도가 낮고, 폴리실리콘 에너지 소비량이 40kw·h/kg 에 불과하며, 제품 순도가 높다는 장점이 있다. 그러나 단점도 두드러진다. 실리콘은 제조 비용이 높을 뿐만 아니라 가연성이 강하고 안전성이 떨어진다. 외국의 실란 공장에서도 강한 폭발이 일어났다. 따라서 실리콘 열분해법은 산업 생산에 지멘스법만큼 응용되지 않는다. 개선된 지멘스법은 현재 시장 점유율이 가장 크지만, 그 고유의 결점, 즉 낮은 수율, 높은 에너지 소비, 높은 비용, 큰 자금 투입, 느린 자금 회수 등이 있다. , 가장 큰 운영 위험을 구성합니다. 플라즈마 강화, 스트리밍 침대 등 선진 기술을 도입하여 기술 혁신을 강화해야 시장 경쟁력을 높일 수 있다. 실리콘 실리콘법의 장점은 칩 산업에 도움이 되며, 생산 안전성이 점차 높아져 생산 규모가 급속히 확대될 수 있으며, 개선된 지멘스법을 대체할 수도 있다. 개량한 지멘스법은 광범위하게 적용되었지만, 실리콘법은 전망이 넓다. 지멘스법과 마찬가지로 생산 비용을 줄이기 위해 실리콘의 열분해 과정에서도 스트리밍 침대 기술이 도입되었으며, 스트리밍 침대 분해로는 SiH4 의 분해율과 Si 의 퇴적률을 크게 높일 수 있다. 그러나 얻은 제품의 순도는 고정층 소성로 기술보다 낮지 만 태양열 실리콘의 품질 요구 사항을 완전히 충족시킬 수 있으며 실란의 안전 문제는 여전히 존재합니다.
미국 MEMC 는 스트리밍 침대 기술을 이용하여 대량 생산을 실현했다. 그것은 NaAlH4 와 SiF4 를 원료로 실리콘을 준비하는데, 반응식은 SIF4+NAAALH4 = SIH4+NAAALF4 이다. 정제된 실리콘은 스트리밍 침대 소성로에서 분해되며 반응 온도는 약 730 C 로 1000 미크론 크기의 입상 폴리실리콘을 얻는다. 이 방법은 에너지 소비량이 낮고, 입상 폴리 실리콘 분해 전력 소비량은 약12KW H/KG/KG/KG 로, 지멘스법 개선을 위한110, 1 회 변환률이 98 에 달한다. 그러나 제품에는 대량의 미크론급 먼지가 있는데, 알갱이 폴리실리콘은 오염되기 쉬우며, 제품은 수소 함량이 높기 때문에 탈수수소가 필요하다. 야금법으로 태양열급 폴리실리콘 (SOG-Si) 을 준비하는 것은 야금급 실리콘 (MG-Si) 을 원료로 하는 것 (98.5%~99.5%) 을 가리킨다. 야금정제로 태양전지용 순도가 99.9999% 보다 큰 폴리실리콘 원료를 준비하는 방법. 야금법은 태양열 광전발전산업에 대한 서비스 비용이 낮고, 에너지 소비량이 낮으며, 생산율이 높고, 투자 문턱이 낮은 장점을 가지고 있다. 차세대 에너지 빔 고진공 야금 기술 개발을 통해 순도는 6N 이상에 이를 수 있으며, 몇 년 후에는 태양급 폴리실리콘의 주류 제비 기술로 점차 발전할 것이다.
야금급 실리콘에 포함된 불순물 원소는 다르지만, al, Fe, Ti, C, P, B 등의 불순물 원소를 포함한 주요 불순물은 기본적으로 같다. 게다가, 다른 불순물에 대해 몇 가지 효과적인 제거 방법도 연구했다. 1975W 회사가 주법으로 폴리실리콘을 준비한 이후 야금법으로 태양급 폴리실리콘을 준비하는 것은 생산비용을 효과적으로 낮추고 태양열 다단 폴리실리콘을 전문으로 하는 생산방법으로, 광전지 산업의 급속한 발전 요구를 충족시킬 수 있다. 불순물의 성질에 따라 태양열급 폴리실리콘을 준비하는 기술 노선이 그림 3 에 나와 있다.