单晶硅主要应用于太阳能电池。应用早的是硅太阳能电池，其转换效率高，技术为成熟，多用于光照时间少，光照强度小、劳动力成本高的区域，如航空航天领域等。通过采用不同的硅片加工及电池处理技术，国内外各科研机构和电池厂家都生产制备出了较率的单晶硅电池。

硅单晶制备，需要实现从多晶到单晶的转变，即原子由液相的随机排列直接转变为有序阵列，由不对称结构转变为对称结构。这种转变不是整体效应，而是通过固液界面的移动逐渐完成的，为实现上述转化过程，多晶硅就要经过固态硅到熔融态硅，再到固态晶体硅的转变，这就是从熔融硅中生长单晶硅所要遵循的途径。目前应用广泛的有两种，坩埚直拉法和无坩埚悬浮区熔法，这两种方法得到的单晶硅分别称为CZ硅和FZ硅。

太阳能电池用单晶硅片，一般有两种形状，一种是圆形，另一种是方形。以圆形硅片为例，其加工工艺流程为：单晶炉取出单晶-检查重量、量直径和其他表观特征-切割分段-测试-清洗-外圆研磨-检测分档-切片-倒角-清洗-磨片-清洗-检验-测厚分类-化学腐蚀-测厚检验-抛光-清洗-再抛光-清洗-电性能测-检验-包装-储存。

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