單晶硅和多晶硅區(qū)別什么? 制造方法有何不同?
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時(shí)間:2024-08-17 08:50:56
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單晶硅和多晶硅區(qū)別什么? 制造方法有何不同?【專家解說(shuō)】:下面是單晶硅和多晶硅的一點(diǎn)資料 :
多晶硅是生產(chǎn)單晶硅的直接原料,是當(dāng)代人工智能、自動(dòng)控制、信息處理、光電轉(zhuǎn)換等半導(dǎo)體器
【專家解說(shuō)】:下面是單晶硅和多晶硅的一點(diǎn)資料 :
多晶硅是生產(chǎn)單晶硅的直接原料,是當(dāng)代人工智能、自動(dòng)控制、信息處理、光電轉(zhuǎn)換等半導(dǎo)體器件的電子信息基礎(chǔ)材料。被稱為“微電子大廈的基石”。
在太陽(yáng)能利用上,單晶硅和多晶硅也發(fā)揮著巨大的作用。雖然從目前來(lái)講,要使太陽(yáng)能發(fā)電具有較大的市場(chǎng),被廣大的消費(fèi)者接受,就必須提高太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率,降低生產(chǎn)成本。從目前國(guó)際太陽(yáng)電池的發(fā)展過(guò)程可以看出其發(fā)展趨勢(shì)為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。
從工業(yè)化發(fā)展來(lái)看,重心已由單晶向多晶方向發(fā)展,主要原因?yàn)?[1]可供應(yīng)太陽(yáng)電池的頭尾料愈來(lái)愈少;[2] 對(duì)太陽(yáng)電池來(lái)講,方形基片更合算,通過(guò)澆鑄法和直接凝固法所獲得的多晶硅可直接獲得方形材料;[3]多晶硅的生產(chǎn)工藝不斷取得進(jìn)展,全自動(dòng)澆鑄爐每生產(chǎn)周期(50小時(shí))可生產(chǎn)200公斤以上的硅錠,晶粒的尺寸達(dá)到厘米級(jí);[4]由于近十年單晶硅工藝的研究與發(fā)展很快,其中工藝也被應(yīng)用于多晶硅電池的生產(chǎn),例如選擇腐蝕發(fā)射結(jié)、背表面場(chǎng)、腐蝕絨面、表面和體鈍化、細(xì)金屬柵電極,采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)可使柵電極的寬度降低到50微米,高度達(dá)到15微米以上,快速熱退火技術(shù)用于多晶硅的生產(chǎn)可大大縮短工藝時(shí)間,單片熱工序時(shí)間可在一分鐘之內(nèi)完成,采用該工藝在100平方厘米的多晶硅片上作出的電池轉(zhuǎn)換效率超過(guò)14%。據(jù)報(bào)道,目前在50~60微米多晶硅襯底上制作的電池效率超過(guò)16%。利用機(jī)械刻槽、絲網(wǎng)印刷技術(shù)在100平方厘米多晶上效率超過(guò)17%,無(wú)機(jī)械刻槽在同樣面積上效率達(dá)到16%,采用埋柵結(jié)構(gòu),機(jī)械刻槽在130平方厘米的多晶上電池效率達(dá)到15.8%
單晶硅和多晶硅的區(qū)別是,當(dāng)熔融的單質(zhì)硅凝固時(shí),硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核,如果這些晶核長(zhǎng)成晶面取向相同的晶粒,則形成單晶硅。如果這些晶核長(zhǎng)成晶面取向不同的晶粒,則形成多晶硅。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)、電學(xué)性質(zhì)等方面,多晶硅均不如單晶硅。多晶硅可作為拉制單晶硅的原料。單晶硅可算得上是世界上最純凈的物質(zhì)了,一般的半導(dǎo)體器件要求硅的純度六個(gè)9以上。大規(guī)模集成電路的要求更高,硅的純度必須達(dá)到九個(gè)9。目前,人們已經(jīng)能制造出純度為十二個(gè)9 的單晶硅。單晶硅是電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)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。
參考資料:人教論壇
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