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单晶硅与多晶硅的区别?
单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。
多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。在力学性质、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。人们已经能制造出纯度为十二个9的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面,两者的差异极小。
单晶硅和多晶硅太阳能板的区别?
1、外观区别单晶硅电池的四个角呈现圆弧状,表面没有花纹;多晶硅电池的四个角呈现方角,表面有类似冰花一样的花纹;非晶硅电池也就是我们平时说的薄膜组件,它不像晶硅电池可以看出来栅线,表面就如同镜子一般清晰、光滑;
2、使用上面的区别对于使用者来说,单晶硅电池和多晶硅电池没有太大的区别,它们的寿命和稳定性都很好。虽然单晶硅电池平均转换效率要比多晶硅高1%左右,但由于单晶硅电池只能做成准正方形(四边都是圆弧状),因此当组成太阳能电池板的时候就会有一部分面积填不满;而多晶硅是正方形,所以不存在这样的一个问题,它们的优缺点具体如下:晶硅组件:单块组件功率相对较高。同样占地面积下,装机容量要比薄膜组件高。但组件厚重易碎,高温性能较差,弱光性差,年度衰减率高。薄膜组件:单块组件功率相对略低。但发电性能高,高温性能佳,弱光性能好,阴影遮挡功率损失较小,年度衰减率低。应用环境广泛,美观,环保。
3、制造工艺区别多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右;因此多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额大,制造成本也小于单晶硅电池,所以使用多晶硅太阳能电池将会更加的节能、环保;非晶硅太阳电池的方法有很多种,包括等离子增强型化学气相沉积,反应溅射法、辉光放电法、电子束蒸发法和热分解硅烷法等。
单晶硅与多晶硅有何区别?
单晶硅和多晶硅是常见的半导体材料,它们之间主要有以下几个区别:
1. 晶体结构:单晶硅由于生长过程中温度梯度的控制,可以形成具有完整晶格结构的大尺寸晶体。晶体内部的原子排列有序,没有晶界或晶界很少。而多晶硅则由多个小晶粒组成,晶粒之间有晶界存在,晶格结构相对较不完整。
2. 电子性质:由于单晶硅具有较完整的晶格结构,其电子在晶体内传输时受到较少的散射作用,因此具有较高的电子迁移率和较低的电阻率。多晶硅由于晶界的存在,电子在晶界附近容易发生散射,导致电子迁移率较低。
3. 光学性质:在光学特性方面,单晶硅具有均匀的光学吸收特性,透明度较高,对光的传输损耗较低。而多晶硅由于晶粒之间的晶界和缺陷,会导致光的散射和损耗增加。
4. 制备成本:从制备工艺上来说,单晶硅的生长和加工过程相对复杂,需要较高的生产成本。而多晶硅的制备过程相对简单,成本较低。
由于单晶硅具有较好的电子和光学特性,在半导体器件制造领域中应用广泛。多晶硅由于成本低廉,在太阳能电池等领域有一定的应用。
单晶硅和多晶硅颗粒硅三者区别?
单晶硅
硅有晶态和无定形两种同素异形体。晶态硅又分为单晶硅和多晶硅,它们均具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质。
单晶硅在日常生活中是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。电视、电脑、冰箱、电话、手表、汽车,处处都离不开单晶硅材料,单晶硅作为科技应用普及材料之一,已经渗透到人们生活中的各个角落。
单晶硅在火星上是火星探测器中太阳能转换器的制成材料。火星探测器在火星上的能量全部来自太阳光,探测器白天休息---利用太阳能电池板把光能转化为电能存储起来,晚上则进行科学研究活动。也就是说,只要有了单晶硅,在太阳光照到的地方,就有了能量来源。
单晶硅在太空中是航天飞机、宇宙飞船、人造卫星必不可少的原材料。人类在征服宇宙的征途上,所取得的每一步进步,都有着单晶硅的身影。航天器材大部分的零部件都要以单晶硅为基础。离开单晶硅,卫星会没有能源,没有单晶硅,航天飞机和宇航员不会和地球取得联系,单晶硅作为人类科技进步的基石,为人类征服太空作出了不可磨灭的贡献。
单晶硅在太阳能电池中得到广泛的应用。高纯的单晶硅是重要的半导体材料,在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天,利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能,实现了迈向绿色能源革命的开始。单晶硅太阳能电池的特点:1.光电转换效率高,可靠性高;
2.先进的扩散技术,保证片内各处转换效率的均匀性;
3.运用先进的PECVD成膜技术,在电池表面镀上深蓝色的氮化硅减反射膜,颜色均匀美观;
4.应用高品质的金属浆料制作背场和电极,确保良好的导电性。
单晶硅广阔的应用领域和良好的发展前景北京2008年奥运会将把“绿色奥运”做为重要展示面向全世界展现,单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。现在,国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段,正在向实际应用阶段过渡,太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围,市场需求量不言而喻。
单晶硅的提炼:纯度不高的单质硅可用金属镁或铝还原二氧化硅制得,但这是无定形硅。晶形硅则要在电弧炉内用碳还原二氧化硅制得,它可用来生产硅钢片。用作半导体的超纯硅的制法则是先用纯度不高的硅与氯化氢和氯气的混合物作用,制取三氯氢硅,并用精馏法提纯。然后在还原炉内用纯氢将三氯氢硅还原,硅就沉积在用超纯硅制成的细芯上,这样制得的超纯硅称为多晶硅,把它放在单晶炉内,就可拉制成单晶硅,可用作半导体材料,它的来源丰富,价格便宜,大部分半导体材料都用硅。
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。多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面,两者的差异极小。多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别,但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。
高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半导体;掺入微量的第VA族元素,形成n型和p型半导体结合在一起,可做成太阳能芯片,将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。
多晶硅具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质。晶态硅的熔点1410℃,沸点2355℃,密无定形硅是一种黑灰色的粉末。
多晶硅被喻为微电子产业和光伏产业的“基石”,它是跨化工、冶金、机械、电子等多学科、多领域的高新技术产品,是半导体、大规模集成电路和太阳能电池产业的重要基础原材料,是硅产品产业链中极为重要的中间产品。它的发展与应用水平,已经成为衡量一个国家综合国力、国防实力和现代化水平的重要标志。据了解,目前国内生产多晶硅产品的厂家为数很少,远远无法满足国内微电子产业和太阳能电池产业的高速发展。随着我国集成电路、硅片生产和太阳能电池产业的发展,多晶硅在国内国际市场需求巨大,价格不断攀升,供不应求,发展前景十分广阔。正因为如此,很多人都说,谁掌握了多晶硅及微电子技术,谁就掌握了世界。
颗粒硅的优点:
颗粒硅(FBR)的核心技术竞争优势包括:产品指标优,FBR法颗粒硅可达到电子级标准,满足光伏级N型高效要求;生产成本更低,同等条件下,颗粒硅比棒状硅生产成本低30%左右;下游配套增益明显,颗粒硅有助于客户提高工艺智能化水平;客户产品增益,FBR法颗粒硅可显著降低下游客户单晶产品生产成本;制造全过程完全植入“碳循环”体系,发力碳中和,实现碳减排。
颗粒硅的缺点:
第一是含氢量高,导致跳硅,会对拉棒产生一定不利影响。
第二是含碳量高以及粉尘问题影响产品纯度。由于颗粒硅体积很小,因此在生产过程中会撞击器壁,从而损伤生产设备的器壁。所以颗粒硅目前还满足不了N型硅料对于纯度的要求。
第三是成本问题。目前,由于上述提到的器壁问题,导致颗粒硅的生产连续性比较差,需要隔几个月更换新的碳基内衬。另外,设备还全部需要从国外进口,国产设备对于这块的布局较少。