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,则形成单晶硅回收。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅回收。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、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。目前,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。 高纯度硅在石英中提取,以单晶硅为例,提炼要经过以下过程:石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。 冶金级硅的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%,但半导体工业用硅还必须进行高度提纯(电子级多晶硅纯度要求11个9,太阳能电池级只要求6个9)。而在提纯过程中,有一项“三氯氢硅还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握,由于没有这项技术,我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了,不仅提炼成本高,而且环境污染非常严重。
我国每年都从石英石中提取大量的工业硅,以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国,而这些国家把工业硅加工成高纯度的晶体硅材料,以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能企业。 得到高纯度的多晶硅后,还要在单晶炉中熔炼成单晶硅,以后切片后供集成电路制造等用。 什么是单晶硅 可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造,其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域,在军事电子设备中也占有重要地位。 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。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。河北宁晋单晶硅工业园区正是响应这种国际趋势,为全世界提供性能优良、规格齐全的单晶硅产品。 单晶硅产品包括φ3”----φ6”单晶硅圆形棒、片及方形棒、片,适合各种半导体、电子类产品的生产需要,其产品质量经过当前世界上的检测仪器进行检验,达到世界先进水平。
太阳能电池板是一种将太阳辐射能直接转化为电能的装置。迄今为止,已经研究了100多种不同材料、结构、应用和形式的太阳能电池。由于种类繁多,分类方法也多种多样。
硅太阳能电池板
硅太阳能电池板是指以硅为基础的太阳能电池板。硅是应用广泛的太阳能电池材料,包括单晶硅太阳能电池板、多晶硅太阳能电池板、非晶硅太阳能电池板和微晶硅太阳能电池板。
(1)单晶硅太阳电池板
单晶硅太阳能电池是由单晶硅制成的太阳能电池板,是早发展和成熟的技术。与其他电池相比,单晶硅太阳能电池板性能稳定,转换效率高。目前,大规模生产商用电池的效率已达到17%-22%。
由于技术的进步,价格也在下降,一度长期占据的市场份额,但由于生产成本高,多晶硅太阳能电池板自1998年以来,年产量已超过多晶硅。
然而,在下一个千年里,单晶硅太阳能电池板将继续发展。通过大规模生产和超薄开发,有望进一步降低成本,保持较高的市场份额。
(2)多晶硅太阳电池板
在制造多晶硅太阳能电池板时,作为原材料的高纯硅不是被拉成单一产品,而是后来被浇铸成正方龙日晶硅锭的不同取向,然后用切割机切割成薄片,再加工成电池。因为硅片是由几个不同大小和取向的晶粒组成的。
因此,多晶硅太阳能电池板的转换效率低于单晶硅太阳能电池板。大规模生产的商用多晶硅太阳能电池板的转换效率高达16%-19%。
由于其制造成本低,近年来发展迅速,已成为太阳能电池的产量和市场份额。