硅基光伏（PV）电池在太阳能的利用上预计将起重要作用，多晶硅的市场在未来5年将快速增长。2012年全球预计产能约为200,000公吨/年，单厂产能预计将达10,000公吨/年这一量级，可能更大。为了增加从PV产生的能源份额，达到与电网平价的基础，多晶硅原料的成本必须降到每公斤20-25美元的水平。为了达到这些目标，需要有中间化学体产业的大规模制造。因此，单个工厂的产能规模预计在每年10,000到15,000吨范围内。产能提高实际上能改善这些工艺中的能效及副产品的回收和再利用。过去产能小于100吨/年的工厂中这是不合算的。大规模工厂的提高要求详细的化学工程分析，增加采用工艺模型和优化工具。这些系统的反应器设计和扩大规模需要多学科建模方法，这涵盖化学动力学、粒子成核及生长、流体动力学模型和反应器模型等领域。

因此，本文重点是提供多晶硅生产中目前所用的技术和最新进展，以及一些正在出现的新概念和发展中的新技术。想法是从化学工程的角度观察问题，确定这一领域进一步发展的挑战和机遇。希望本文提供的信息及主要参考文献对业内人员进一步推进和确定未来研究领域有所帮助，使基于PV的能源生产在未来能成为主要的可持续替代能源。

本文结构如下：首先我们总的评述多晶硅产业适用的工艺分析概念。然后评述前驱物生产技术，工艺分析用的反应器模型和一些新出现的新趋势。讨论了采用传统西门子反应器和更先进的流化床反应器的淀积工艺，还讨论了建模和相关事项。简要地谈及其他途径，并确定了未来研究的一些范围。

这里，我们概要地说明与多晶硅生产有关、为进一步讨论奠定基础的重要工艺分析概念。主要分析工具在下面简要列出并加以讨论。 应用于多晶硅生产的重要几步是工艺流程图循环结构分析、反应器系统模型、分离系统分析、能源系统分析和热集成。但是，这一方面报道的研究不太多，部分原因是加工规模只是在最近才增加到要充分利用这些工具。

工艺流程图分析
流程图分析涉及用于分析现存工艺或新工艺设计的一组分级规则。图1是用三氯硅烷（TCS）作为前驱物的综合工厂的示意流程图。具有各种资源回收循环的复杂流程图结构清楚地表明，为了优化工艺必须进行详细的流程图分析。