氩气在空气中含量极低(仅0.93%),通常作为副产物从空分制氧过程中分离提取,高纯氩气生产成本较高。高纯氩气(纯度>99.999%)是单晶硅和多晶硅制备过程中必不可少的净化和保护气。国外氩气净化回收技术昂贵,且产能规模有限。因此,研发具有自主知识产权的低成本、高产能氩气净化回收技术成为亟待解决的任务。
迪凯机电日前研发出高活性、高稳定性相关催化技术,根据规模化光伏单晶炉氩气净化回收工业需求,研发出成套工艺技术及装备。在较温和条件下,有效消除单晶炉氩气尾气中多种杂质,净化后氩气中各种杂质浓度低于0.5ppm,远优于光伏晶硅生产过程的PV6-1110氩气行业标准(杂质浓度<10ppm)。此技术在实际工况条件下能够同时满足至少4至6台单晶炉氩气尾气净化要求,大幅减少晶硅制造过程中高纯氩气的消耗量,帮助光伏企业克服氩气供给波动的影响。
该技术的成功研发,将进一步降低太阳能发电成本,为太阳能光伏行业带来可观的经济效益,有效提升我国光伏行业的核心竞争力。
氩气作为制作单晶及多晶硅的保护气体,为了提高硅晶体的质量,如何选用较高纯度的氩气,是制作硅晶体的一个议题。通过对本装置的使用,氩气的纯度其中氧含量小于1ppm时,水分也小于1ppm时,制作出的单晶硅其氧碳含量就小于0.5ppm,这样就提高了单晶的使用寿命并能达到要求,赢得客户的满意和市场的需求。
由于一般液氩汽化后未经过纯化处理,它的氧含量一般在2ppm~5ppm。有时气体供应商提供的氩气超过了此范围,使用氩气的客户不知道其质量,所以往往给生产产品质量造成影响。有了氩气纯化装置后不论氩原料气的质量如何,只要经过纯化装置的处理后,进入拉晶炉的氩气,纯度始终是恒定的。
一般氧含量小于0.5ppm,水分小于1ppm,这样稳定的氩气对生产晶体的质量是有保证的。
二、 关于氩气纯化的方法
第一种
直接脱氧法。就是使用活性金属与氩气中的氧气进行反应,消化掉氩气中的氧气,从而达到脱氧的目的,经过分子筛吸收掉氩气中的水份,使氩气的含水量小于1ppm。
第二种
是采用吸气剂。在一定温度下,吸气剂可吸收氮、氢、氧、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等气体经吸收处理后,氩气的纯度可达到6个九,这种保护气体更适用于制作高纯度的半导体的单晶硅。
利用吸气剂纯化后氩气的纯度:
O2≤0.2ppm
H2≤0.5ppm
N2≤1ppm
CO+CO2≤0.5ppm
CH4≤0.5ppm
水份≤1ppm
第一种方法设备投资小,设备中脱氧剂的使用寿命一般大于四年。
第二种方法设备纯化纯度高但投资相对较大,吸气剂使用寿命为两年。
★ :迪凯机电也可根据客户要求,直接做高压的,这样就可省掉使用模压机增压工序。
还可根据客户要求,配备分析仪在线时时检测设备中气体纯度。
三、氩气用途
高纯氩气用于焊接、不锈钢制造、冶炼,还用于半导体制造工艺中的化学气相淀积、晶体生长、热氧化、外延、扩散、多晶硅、钨化、离子注入、载流、烧结等氩气作为制作单晶及多晶硅的保护气。
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