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行业痛点
①我国的多晶硅、有机硅、硅烷与氯硅烷等硅基材料早期对外依存度高,仅能获取国外淘汰技术装备,产品纯度低难以满足高标准需求。
②多晶硅的改良西门子工艺中,氯硅烷提纯虽纯度变化微小但要求杂质含量降幅极大,导致精馏分离环节能耗居高不下。
③高纯硅烷是制备颗粒状多晶硅的主要原料,其超大规模的量产正推动传统西门子制备多晶硅路线的更新换代,以往硅烷制备的多步法流程长、能耗高、难以放大规模,一步法技术的突破刻不容缓。
解决方案
①天津大学科研团队依托学科优势,结合微反应除杂工艺,率先开发出“氯硅烷精馏提纯技术”提升多晶硅产品质量,其创新集成多种化学化工手段,以吸附、深冷、微反应、膜分离等手段协同强化精馏过程,实现产品的高效提纯,解决了我国光伏和半导体芯片硅基材料的纯度难题。
②天津大学“多塔差压耦合技术”根据精馏塔节能原理,设置不同压力梯度的分离过程,创造性地将高压塔物料蒸汽作为低压塔热源,优化热力学过程,实现能量的梯级利用,精馏节能达到50~70%,形成天津大学专利群技术,在多晶硅和有机硅两大行业均实现了由“零的突破”到“普遍推广”。
③天津大学联合协鑫科技集团,开发出高纯硅烷制备的“一体化反应精馏技术”,将三氯氢硅三步歧化并为一步,完全集成了主物料的反应与分离过程,杜绝了以往技术路线的大量物料循环,大幅减少装置占地和设备投资,节省蒸汽能耗90%以上,首次实现了高纯硅烷制备的超大规模量产,产能产量全球占比达90%以上,该技术成果被院士专家评定为国际领先水平。


黄国强教授带领的多晶硅技术团队,承担横向科研项目近200项,拥有多项专利群技术,在多晶硅材料制备领域,产业化集成创新技术完全打破国外垄断,大幅跃升了晶体硅产品纯度,显著降低生产成本,实现系统节能50%以上,成套技术包行业推广覆盖率达90%。近年来完成产能约为300万吨/年多晶硅装置的大型化设计。实现硅烷产能60万吨/年,占全球90%以上。合作方式:专利许可、转让、作价入股等。
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