Раздел 8. Промышленное производство, материалы и транспорт

8.19 Автоматизированная опытно-промышленная установка для получения гранулированного кремния термическим разложением моносилана в смеси с водородом в реакторе кипящего слоя

Реквизиты организации-разработчика, контактное лицо

1) ГНУ «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси»
220072, г. Минск, ул. П. Бровки, 15
Тел.: +375 (17) 284-10-57, факс +375 (17) 292-25-13; е-mail: dsl@hmti.ac.by

Аннотация проекта

Установка предназначена для получения гранулированного поликристаллического кремния солнечного качества с размером гранул до 1 мм из моносилана в непрерывном режиме работы.

Описание проекта

Принцип работы установки заключается в создании кипящего (псевдоожиженного) слоя мелкодисперсных кремниевых частиц-затравок с последующим осаждением кремния на их поверхности.
Для этого в кварцевый реактор загружается исходное количество мелкодисперсных кремниевых частиц-затравок с заданным распределением частиц по размерам. Проводится откачка и продувка азотом реактора и газовых магистралей для удаления из технологической среды следов воздуха и влаги. Для создания кипящего слоя частиц-затравок в процессе вывода на режим в нижнюю часть реактора через газораспределительную решетку подается ожижающий газ-азот. В ходе нагрева кипящего слоя азот постепенно замещается водородом.
После достижения кипящим слоем рабочей температуры в реактор подается моносилан в смеси с водородом. Происходит термическое разложение моносилана с образованием кремния, который осаждается на поверхности кремниевых частиц-затравок. При этом они увеличиваются в размере с образованием гранул поликристаллического кремния, которые по достижению определенного размера опускаются в нижнюю часть реактора и выводятся. Для обеспечения непрерывности процесса в реактор подаётся определенное количество новых кремниевых частиц-затравок.

Тип технологии

• Процесс
• Конструкция

Технические и экономические преимущества

• высокая производительность;
• сравнительная простота оборудования и возможность организации непрерывного автоматизированного технологического процесса;
• низкое удельное потребления энергии по сравнению с используемыми реакторами стержневого типа;
• низкая, по сравнению с традиционной Сименс-технологией, себестоимость получаемых изделий.

Инновационные аспекты предложения

Создание впервые в Беларуси и странах СНГ технологического процесса и оборудования для его реализации применительно к важной и динамично развивающейся области солнечной энергетики.

Где была представлена технология

XIII Белорусский энергетический и экологический форум. ВЫСТАВКА.

Ключевые слова

Поликристаллический кремний, кипящий слой, моносилан.

Текущая стадия развития

• Фундаментальное исследование
• НИОК(Т)Р
• Макетный образец
• Экспериментальный образец
• Имеются результаты экспериментальных исследований

Статус прав интеллектуальной собственности

• Секретное know-how

Область применения технологии

Получение полупроводниковых материалов.

Классификатор Европейской сети трансфера технологий IRC

• Электроника, информационные технологии и телекоммуникация
• Энергетика
• Промышленное производство, материалы и транспорт

Предпочитаемые регионы

• Северная Америка
• Южная Америка
• Европа
• Азия
• Африка
• Австралия

Практический опыт

Лабораторный образец установки с реактором кипящего слоя, математические модели позволяющие провести оптимизацию процесса в реакторе кипящего слоя и масштабный переход, исходные расчетные данные на опытно-промышленную установку для получения гранулированного кремния термическим разложением моносилана в смеси с водородом в реакторе кипящего слоя.

Влияние на окружающую среду

Не оказывает.

Предлагаемые формы сотрудничества

• Договор НИОК(Т)Р

Условия и ограничения при передаче технологии

Совместное патентование.

Поддержка, предоставляемая при передаче технологии

• Техническая документация
• Другое:
  Обучение персонала, шеф-монтаж.