上海交通大学李学刚团队新技术应用：全球首套DCS制甲硅烷工业装置建成投产

导读

近日，上海交通大学化学化工学院李学刚团队开发的1500吨/年二氯二氢硅（DCS）制甲硅烷工业装置在通威股份旗下四川永祥能源科技有限公司建成投产。该装置是DCS制甲硅烷新工艺的全球首套工业示范装置，由上海交通大学化学化工学院李学刚团队提供成套技术工艺包。

装置投产

图1 李学刚在项目现场

甲硅烷是微电子、光电子领域最重要、用量最大的“源性”特气，广泛用于半导体芯片、显示面板、太阳能光伏等领域，以甲硅烷为硅源前驱体的硅碳复合材料，是最有前景的下一代高性能锂离子电池负极材料。由于产品纯度要求高、技术难度大、极度易燃易爆等原因，国内甲硅烷供应曾被美、日、韩等国公司垄断，甚至用于节能玻璃的低级品也依赖进口。

图2 工艺包培训

传统的甲硅烷生产工艺是以三氯氢硅（TCS）为原料经歧化反应制备并副产四氯化硅（STC），存在效率低、能耗高等问题。李学刚团队开发了以改良西门子法多晶硅工艺中氢化、还原等工段副产物DCS为原料，并基于反应精馏多功能反应器制备甲硅烷的新工艺（图3），通过大量基础研究和核心工艺及装备创新，突破了DCS原料除杂难题，实现了DCS歧化反应过程强化和反应进度有效调控，使中间歧化产物TCS成为优势副产物，最终歧化副产物STC的选择性小于5%，副产的TCS可返回多晶硅工段生产多晶硅，实现了甲硅烷工艺与改良西门子法多晶硅工艺的紧密结合。相比传统TCS路线，新技术固定资产投资和单位产品能耗分别降低15%和60%以上。

图3 甲硅烷新工艺实现与改良西门子法多晶硅工艺紧密结合

图4 前期工艺包技术交流

光伏领域是目前甲硅烷市场最大消费端，通威股份是全球领先的光伏产品制造商，拥有从上游高纯晶硅生产、中游高效太阳能电池片及高效组件生产、到终端光伏电站建设与运营的光伏新能源产业链条，旗下永祥股份是全球最大的高纯晶硅生产商。公司基于自身业务需求，前期经多轮次技术沟通和交流（图4），决定采用李学刚团队开发的甲硅烷新技术建设工业示范装置，上海韵申新能源科技有限公司为项目总包方（工艺包为单次许可）。该项目的成功投产，将帮助企业提升盈利能力，促进其光伏产业链条的长远健康发展。

来源：上海交通大学