多晶硅與單晶硅的區(qū)別在那里

【專家解說】：單 晶 硅 硅有晶態(tài)和無定形兩種同素異形體。晶態(tài)硅又分為單晶硅和多晶硅，它們均具有金剛石晶格，晶體硬而脆，具有金屬光澤，能導(dǎo)電，但導(dǎo)電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。 單晶硅在日常生活中是電子計算機、自動控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中不可缺少的基本材料。電視、電腦、冰箱、電話、手表、汽車，處處都離不開單晶硅材料，單晶硅作為科技應(yīng)用普及材料之一，已經(jīng)滲透到人們生活中的各個角落。 單晶硅在火星上是火星探測器中太陽能轉(zhuǎn)換器的制成材料?；鹦翘綔y器在火星上的能量全部來自太陽光，探測器白天休息---利用太陽能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能存儲起來，晚上則進(jìn)行科學(xué)研究活動。也就是說，只要有了單晶硅，在太陽光照到的地方，就有了能量來源。 單晶硅在太空中是航天飛機、宇宙飛船、人造衛(wèi)星必不可少的原材料。人類在征服宇宙的征途上，所取得的每一步進(jìn)步，都有著單晶硅的身影。航天器材大部分的零部件都要以單晶硅為基礎(chǔ)。離開單晶硅，衛(wèi)星會沒有能源，沒有單晶硅，航天飛機和宇航員不會和地球取得聯(lián)系，單晶硅作為人類科技進(jìn)步的基石，為人類征服太空作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。 單晶硅在太陽能電池中得到廣泛的應(yīng)用。高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料，在光伏技術(shù)和微小型半導(dǎo)體逆變器技術(shù)飛速發(fā)展的今天，利用硅單晶所生產(chǎn)的太陽能電池可以直接把太陽能轉(zhuǎn)化為光能，實現(xiàn)了邁向綠色能源革命的開始。單晶硅太陽能電池的特點：1.光電轉(zhuǎn)換效率高，可靠性高； 2.先進(jìn)的擴(kuò)散技術(shù)，保證片內(nèi)各處轉(zhuǎn)換效率的均勻性； 3.運用先進(jìn)的PECVD成膜技術(shù)，在電池表面鍍上深藍(lán)色的氮化硅減反射膜，顏色均勻美觀； 4.應(yīng)用高品質(zhì)的金屬漿料制作背場和電極，確保良好的導(dǎo)電性。 單晶硅廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和良好的發(fā)展前景北京2008年奧運會將把“綠色奧運”做為重要展示面向全世界展現(xiàn)，單晶硅的利用在其中將是非常重要的一環(huán)。現(xiàn)在，國外的太陽能光伏電站已經(jīng)到了理論成熟階段，正在向?qū)嶋H應(yīng)用階段過渡，太陽能硅單晶的利用將是普及到全世界范圍，市場需求量不言而喻。 單晶硅的提煉：純度不高的單質(zhì)硅可用金屬鎂或鋁還原二氧化硅制得，但這是無定形硅。晶形硅則要在電弧爐內(nèi)用碳還原二氧化硅制得，它可用來生產(chǎn)硅鋼片。用作半導(dǎo)體的超純硅的制法則是先用純度不高的硅與氯化氫和氯氣的混合物作用，制取三氯氫硅，并用精餾法提純。然后在還原爐內(nèi)用純氫將三氯氫硅還原，硅就沉積在用超純硅制成的細(xì)芯上，這樣制得的超純硅稱為多晶硅，把它放在單晶爐內(nèi)，就可拉制成單晶硅，可用作半導(dǎo)體材料，它的來源豐富，價格便宜，大部分半導(dǎo)體材料都用硅。 多 晶 硅 多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來，就結(jié)晶成多晶硅。多晶硅可作拉制單晶硅的原料，多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。例如，在力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)的各向異性方面，遠(yuǎn)不如單晶硅明顯；在電學(xué)性質(zhì)方面，多晶硅晶體的導(dǎo)電性也遠(yuǎn)不如單晶硅顯著，甚至于幾乎沒有導(dǎo)電性。在化學(xué)活性方面，兩者的差異極小。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區(qū)別，但真正的鑒別須通過分析測定晶體的晶面方向、導(dǎo)電類型和電阻率等。 高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導(dǎo)體；摻入微量的第VA族元素，形成n型和p型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，可做成太陽能芯片，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｔ陂_發(fā)能源方面是一種很有前途的材料。 多晶硅具有金剛石晶格，晶體硬而脆，具有金屬光澤，能導(dǎo)電，但導(dǎo)電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。晶態(tài)硅的熔點1410℃,沸點2355℃,密無定形硅是一種黑灰色的粉末。 多晶硅被喻為微電子產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)的“基石”，它是跨化工、冶金、機械、電子等多學(xué)科、多領(lǐng)域的高新技術(shù)產(chǎn)品，是半導(dǎo)體、大規(guī)模集成電路和太陽能電池產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)原材料，是硅產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中極為重要的中間產(chǎn)品。它的發(fā)展與應(yīng)用水平，已經(jīng)成為衡量一個國家綜合國力、國防實力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。據(jù)了解，目前國內(nèi)生產(chǎn)多晶硅產(chǎn)品的廠家為數(shù)很少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足國內(nèi)微電子產(chǎn)業(yè)和太陽能電池產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。隨著我國集成電路、硅片生產(chǎn)和太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，多晶硅在國內(nèi)國際市場需求巨大，價格不斷攀升，供不應(yīng)求，發(fā)展前景十分廣闊。正因為如此，很多人都說，誰掌握了多晶硅及微電子技術(shù)，誰就掌握了世界。