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（股票代码600438）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，由我院李学刚团队提供成套技术工艺包。

图1 李学刚在项目现场

图2 工艺包培训

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。

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。