太阳能多晶硅生产综述

2013-02-27 16:06

　　一、多晶硅简介

　　多晶硅：polycrystalline silicon。是单质硅的一种形态，当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形成许多晶核，这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，这些晶粒结合起来就形成了多晶硅。

　　1、多晶硅的性质

　　多晶硅的分子式为Si，分子量为28.08g/mol，熔点1410℃，沸点2355℃。具有灰色的金属光泽，密度介于2.32和2.34kg/m3之间，硬度介于锗和石英之间，室温下质脆易碎。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、盐酸和硝酸。常温下不活波，高温下能与氧、氮、硫等反应。在熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎所有材料作用。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，但是微量的杂质即可大大的影响其导电性。

　　2、多晶硅产品的分类

　　多晶硅按纯度分类可以分为冶金级（金属硅）、太阳能级、电子级。

　　冶金级硅（MG）：是硅的氧化物在电弧炉中被碳还原而成。一般含 Si为95%左右，高达99.8%以上。

　　太阳能级硅（SG）：纯度介于冶金级硅与电子级硅之间，至今未有明确界定。一般认为含Si在99.99~99.999 9%

　　电子级硅（EG）：一般要求含Si在99.999 9%以上，超高纯达到99.999 999 9%~99.999 999 999%。

　　3、多晶硅的用途

　　⑴ 可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能

　　自1954年美国贝尔实验室成功研制第一块单晶硅太阳能电池以来，太阳能逐渐成为各国越来越关注的“绿色”能源。1998年全世界多晶硅太阳电池的产量首次超过了单晶硅太阳电池的产量， 2001 年多晶硅太阳电池的市场占有份额为52% ，远远超出单晶硅太阳电池35%的市场占有量［1］，到2010年，全球10GW 的太阳电池产量中，多晶硅约占9000MW。当前，晶体硅材料是最主要的光伏材料，其市场占有率在90%以上，而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳电池的主流材料［2］。

　　⑵ 高纯的晶体硅是重要的半导体材料

　　在 IT产业中，多晶硅用于生产单晶硅。单晶硅即硅半导体，是多晶硅的衍生产品，它是制造集成电路和电子元件的优质材料。全世界半导体器件中有95%使用硅材料制成的，其中85%的集成电路是由硅材料制成的［3］。由于硅半导体耐高电压、耐高温、晶带宽度大，比其它半导体材料有体积小、效率高、寿命长、可靠性强等优点，因此被广泛用于电子工业集成电路的生产中硅材料是信息产业的重要基础材料［5］［6］。

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