什么是多晶硅?
多晶硅,是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
多晶硅具有灰色金属光泽,硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。加热至800℃以上即有延性,1300℃时显出明显变形。
多晶硅具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料。电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。
多晶硅的主要两种制备方法是:改良西门子法、硅烷制备法
上图:改良西门子法
下图:硅烷制备法
多晶硅在太阳能产业中,多晶硅制成硅片后可用作电池片材料,同时是制备单晶硅的主要材料。
什么是颗粒硅?
颗粒硅全称为颗粒状多晶硅,是多晶硅的一种形态,是硅烷法生产出来的颗粒状多晶硅
相比块状硅,颗粒硅减少了破碎环节,对石英加料筒的内壁冲击损耗低。颗粒硅填充性好,用加料桶可以多装15-20%的颗粒硅
颗粒硅主要的优势在于碳排放量减少74%,耗电量减少,单位制造成本可以降低20-30%
什么是单晶硅?
单晶硅是单质硅的一种形态,通常指的是硅原子以一种排列形式形成的物质。
当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成晶核,其晶核长成晶面取向相同的晶粒,形成单晶硅。
单晶硅是一种比较活泼的非金属元素晶体,具有准金属的物理性质,它的导电性较弱,电导率会随温度的升高而增加,有显著的半导电性。
超纯的单晶硅是本征半导体,通过加入某些特定的元素,可以提高其导电程度,形成P型硅半导体或N型硅半导体。
单晶硅是一种良好的半导体材料,可以用于制造半导体器件,如大功率晶体管,二极管,开关器件等。
单晶硅也常用于制造太阳能电池。
单晶硅材料制造要经过如下过程:石英砂-冶金级硅-提纯和精炼-沉积多晶硅锭-单晶硅-硅片切割。
单晶硅太阳能电池是目前普遍使用的光伏发电材料,具有很高的光电转换效率,在交通,通讯,航空航天等领域都有广泛的应用。
单晶硅与多晶硅的区别是什么?
1.外观形态区别
单晶硅:电池片呈正方形、倒圆角形,深蓝色(左);
多晶硅:电池片呈正方形,天蓝色(右)。
2.单晶硅与多晶硅电池片制备产业链对比
单晶和多晶的差别主要在于原材料的制备方面,单晶硅是直拉提升法,多晶硅是铸锭方法,后端制造工艺只有一些细微差别。
3.晶体品质差异
单晶硅片,是一种完整的晶格排列;
多晶硅片,是多个微小的单晶组合。
4.转化率区别:
单晶硅:光电转化效率16-18%,实验室最高转化率可达到25%,光电转化效率高,可靠性高,发电量稍高;
多晶硅:光电转化效率14-16%,实验室最高转化率可达到20.4 %,目前多晶硅生产技术成熟,生产成本低于单晶硅。
来源:能课堂
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