单晶硅通常指的是硅原子的一种排列形式形成的物质。
硅是常见应用广的半导体材料,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成晶核,其晶核长成晶面取向相同的晶粒,形成单晶硅。 [1]
单晶硅作为一种比较活泼的非金属元素晶体,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。单晶硅材料制造要经过如下过程:石英砂-冶金级硅-提纯和精炼-沉积多晶硅锭-单晶硅-硅片切割。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。
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。
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