单晶硅 多晶硅 力学
单晶硅与多晶硅的区别

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。
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。
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。
单晶硅与多晶硅的应用和区别

1单晶硅与多晶硅的应用和区别多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。
被称为“微电子大厦的基石”。
在太阳能利用上,单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。
虽然从目前来讲,要使太阳能发电具有较大的市场,被广大的消费者接受,就必须提高太阳电池的光电转换效率,降低生产成本。
从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。
从工业化发展来看,重心已由单晶向多晶方向发展,主要原因为;[1]可供应太阳电池的头尾料愈来愈少;[2] 对太阳电池来讲,方形基片更合算,通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料;[3]多晶硅的生产工艺不断取得进展,全自动浇铸炉每生产周期(50小时)可生产200公斤以上的硅锭,晶粒的尺寸达到厘米级;[4]由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快,其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产,例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极,采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米,高度达到15微米以上,快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间,单片热工序时间可在一分钟之内完成,采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14%。
据报道,目前在50~60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16%。
利用机械刻槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17%,无机械刻槽在同样面积上效率达到16%,采用埋栅结构,机械刻槽在130平方厘米的多晶上电池效率达到15.8%。
多晶硅与单晶硅的差别请问多晶硅与单晶硅的差别是什么?国内有那些厂家在生产这两种产品?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。
单晶硅、多晶硅、有机硅

硅是地壳中赋存最高的固态元素,其含量为地壳的四分之一,但在自然界不存在单体硅,多呈氧化物或硅酸盐状态。
硅的原子价主要为4价,其次为2价;在常温下它的化学性质稳定,不溶于单一的强酸,易溶于碱;在高温下化学性质活泼,能与许多元素化合。
硅材料资源丰富,又是无毒的单质半导体材料,较易制作大直径无位错低微缺陷单晶。
晶体力学性能优越,易于实现产业化,仍将成为半导体的主体材料。
多晶硅材料是以工业硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料,是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品,是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料,是信息产业和新能源产业最基础的原材料。
硅硅guī(台湾、香港称矽xī)是一种化学元素,它的化学符号是Si,旧称矽。
原子序数14,相对原子质量28.09,有无定形和晶体两种同素异形体,同素异形体有无定形硅和结晶硅。
属于元素周期表上IVA族的类金属元素。
晶体结构:晶胞为面心立方晶胞。
硅(矽)原子体积:(立方厘米/摩尔)12.1元素在太阳中的含量:(ppm)900元素在海水中的含量:(ppm)太平洋表面 0.03地壳中含量:(ppm)277100氧化态:Main Si+2, Si+4Other化学键能: (kJ /mol)Si-H 326Si-C 301Si-O 486Si-F 582Si-Cl 391Si-Si 226热导率: W/(m·K)149晶胞参数:a = 543.09 pmb = 543.09 pmc = 543.09 pmα = 90°β = 90°γ = 90°莫氏硬度:6.5声音在其中的传播速率:(m/S)8433电离能 (kJ/ mol)M - M+ 786.5M+ - M2+ 1577.1M2+ - M3+ 3231.4M3+ - M4+ 4355.5M4+ - M5+ 16091M5+ - M6+ 19784M6+ - M7+ 23786M7+ - M8+ 29252M8+ - M9+ 33876M9+ - M10+ 38732晶体硅为钢灰色,无定形硅为黑色,密度2.4克/立方厘米,熔点1420℃,沸点2355℃,晶体硅属于原子晶体,硬而有光泽,有半导体性质。
单晶硅由多晶硅拉制的原理

单晶硅由多晶硅拉制的原理Single crystal silicon is a type of silicon that has a single continuous crystal lattice structure, as opposed to polycrystalline silicon which is composed of multiple crystal grains. 单晶硅是一种具有连续晶格结构的硅,与由多个晶粒组成的多晶硅相对。
Single crystal silicon is produced by a process known as the Czochralski method. 单晶硅是通过一种称为克拉赫法的过程生产的。
The Czochralski method involves melting polycrystalline silicon in a high temperature crucible and then slowly pulling a single crystal from the molten silicon. 克拉赫法包括在高温坩埚中熔化多晶硅,然后缓慢地从熔化的硅中拉出单晶。
This process allows for the formation of a single crystal ingot, which can then be sliced into wafers for use in semiconductor devices. 这个过程允许形成一个单晶棒,然后可以切成晶圆用于半导体器件的制造。
The Czochralski method starts with a seed crystal, typically a small piece of single crystal silicon, which is dipped into the molten silicon and then slowly pulled out while rotating. 克拉赫法首先需要一个种子晶体,通常是一小块单晶硅,它被浸入熔化的硅中,然后慢慢地拉出,并旋转。
单晶硅、多晶硅、非晶硅、薄膜太阳能电池的工作原理及区别

单晶硅、多晶硅、非晶硅、薄膜太阳能电池的工作原理及区别硅太阳能电池的外形及根本构造如图1。
其中根本材料为P型单晶硅,厚度为0.3—0.5mm左右。
上外表为N+型区,构成一个PN+结。
顶区外表有栅状金属电极,硅片反面为金属底电极。
上下电极分别与N+区和P区形成欧姆接触,整个上外表还均匀覆盖着减反射膜。
当入发射光照在电池外表时,光子穿过减反射膜进入硅中,能量大于硅禁带宽度的光子在N+区,PN+结空间电荷区和P区中激发出光生电子——空穴对。
各区中的光生载流子如果在复合前能越过耗尽区,就对发光电压作出奉献。
光生电子留于N+区,光生空穴留于P区,在PN+结的两侧形成正负电荷的积累,产生光生电压,此为光生伏打效应。
当光伏电池两端接一负载后,光电池就从P区经负载流至N+区,负载中就有功率输出。
太阳能电池各区对不同波长光的敏感型是不同的。
靠近顶区湿产生电流对短波长的紫光〔或紫外光〕敏感,约占总光源电流的5-10%〔随N+区厚度而变〕,PN+结空间电荷的光生电流对可见光敏感,约占5 %左右。
电池基体域产生的光电流对红外光敏感,占80-90%,是光生电流的主要组成局部。
2.单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池,它的构成和生产工艺已定型,产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。
这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料,纯度要求99.999%。
为了降低生产本钱,现在地面应用的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。
有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。
将单晶硅棒切成片,一般片厚约0.3毫米。
硅片经过成形、抛磨、清洗等工序,制成待加工的原料硅片。
加工太阳能电池片,首先要在硅片上掺杂和扩散,一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。
扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进展。
这样就在硅片上形成PN 结。
然后采用丝网印刷法,将配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂覆减反射源,以防大量的光子被光滑的硅片外表反射掉,至此,单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。
直观辨别单晶硅与多晶硅

请问专家:怎样用直观的方法鉴别单晶硅电池板的好与坏,用直观的方法区别单晶硅、多晶硅、非晶硅。
谢谢!电简单的方法就是看面积,同样功率面积最小的是单晶硅,面积最大的是非晶硅,非晶硅的硅片看上去很薄,因为单晶硅的转换效率是最高的,成本也是最高的。
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。
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。
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我告诉你讲肉眼分辨的方法,多晶硅片比单晶硅片外表粗糙一点,没有单晶硅的光滑,单晶的相对来讲比多晶的硅片容易碎,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。
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。
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。
多晶硅是制造单晶硅的原料。
单晶硅太阳能电池转化的效率更高些!单晶硅与多晶硅的区别在于它们的原子结构排列单晶是有序排列多晶是无序排列主要是有它们的加工工艺决定的多晶多采用浇注法生产,就是直接把硅料倒入埚中融化定型而单晶是采取西门子法改良直拉,直拉过程就是一个原子结构重组的过程.说点简单的:1.单晶太阳能板里面的电池片四边都有缺角的;多晶的四角是完整的。
单晶硅和多晶硅的区别

单晶硅和多晶硅的区别一概述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。
例如在力学性质、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。
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。
目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。
二生产工艺找得到。
三单晶硅英文名:Monocrystalline silicon分子式:Si硅的单晶体。
具有基本完整的点阵结构的晶体。
不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。
纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。
用于制造半导体器件、太阳能电池等。
用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率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。
在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体;如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
单晶硅主要用于制作半导体元件。
用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。
其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。
由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势,近三十年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。
单晶硅建设项目具有巨大的市场和广阔的发展空间。
在地壳中含量达25.8%的硅元素,为单晶硅的生产提供了取之不尽的源泉。
单晶硅,多晶硅,非晶硅简介及区别

单晶硅,多晶硅,非晶硅简介及区别物理性质:是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分。
硅的单晶体,具有基本完整的点阵结构的晶体。
不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。
纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。
用于制造半导体器件、太阳能电池等。
用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
制备方法:熔融的单质硅在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,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率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。
在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体;如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
单晶硅主要用于制作半导体元件。
用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。
名称:多晶硅英文名:polycrystalline silicon物理性质:灰色金属光泽。
密度2.32~2.34。
熔点1410℃。
沸点2355℃。
溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和盐酸。
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。
常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。
高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。
具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。
制备方法: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。
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单晶硅多晶硅力学
1 单晶硅的力学性能
单晶硅是一种高纯度的非金属材料,其晶体结构类似于钻石。
单晶硅具有非常优异的力学性能,具体表现在以下几个方面。
1.1 抗拉强度和断裂韧性
单晶硅的抗拉强度非常高,可以达到1.6GPa以上。
同时,单晶硅的断裂韧性也比较好,通常为0.9-1.0MPa·m1/2。
这些性能使得单晶硅成为一种理想的微机电系统(MEMS)材料,能够承受高的机械应力和不同的热力环境。
1.2 压电效应
单晶硅还具有压电效应,即在外加电场或机械应力下,会产生电荷分布和电势差。
这种特性使得单晶硅可以用于传感器、闸门和执行机构等领域。
1.3 弹性模量和泊松比
单晶硅的弹性模量通常为130-190GPa,泊松比为0.21-0.24。
这些性能使得单晶硅可以作为微结构的薄膜材料和微弹性元件的材料。
2 多晶硅的力学性能
多晶硅是由许多晶粒组成的一种材料,晶粒之间的取向不同。
多晶硅的力学性能与单晶硅有很大的不同。
2.1 强度和断裂韧性
相对于单晶硅,多晶硅的强度要低得多,只有300-400MPa。
断裂韧性也相对较低,通常在0.2-0.4MPa·m1/2之间。
因此,多晶硅在MEMS领域的应用受到一定限制,通常只用于一些较低要求的元器件。
2.2 疲劳性能
多晶硅的疲劳性能比单晶硅差,容易出现疲劳裂纹和断裂。
这是因为多晶硅中的晶粒会在应力下发生滑移和旋转,导致材料中出现微观裂纹,最终导致断裂。
2.3 弹性模量和泊松比
多晶硅的弹性模量通常为150-180GPa,泊松比为0.22-0.26。
相比于单晶硅,多晶硅的弹性模量要低得多。
3 单晶硅和多晶硅的比较
从上面的分析可以看出,单晶硅和多晶硅的力学性能有很大的差别。
单晶硅的强度和断裂韧性等性能明显优于多晶硅,但是单晶硅的制造过程比较复杂,成本也较高。
相反,多晶硅的制造比较简单,并且价格较低,但是其强度和断裂韧性等性能相对较低。
因此,在不同的应用场合中,需要根据实际情况选择不同的材料。