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電池片的單晶硅與多晶硅的應用和區別




  多晶硅是生產單晶硅的直接原料,是當代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉換等半導體器件的電子信息基礎材料。被稱為“微電子大廈的基石”。
在太陽能利用上,單晶硅和多晶硅也發揮著巨大的作用。雖然從目前來講,要使太陽能發電具有較大的市場,被廣大的消費者接受,就必須提高太陽電池的光電轉換效率,降低生產成本。從目前國際太陽電池的發展過程可以看出其發展趨勢為單晶硅、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)。
從工業化發展來看,重心已由單晶向多晶方向發展,
主要原因為;
  1、 對太陽電池來講,方形基片更合算,通過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;
  2、可供應太陽電池的頭尾料愈來愈少;
  3、多晶硅的生產工藝不斷取得進展,全自動澆鑄爐每生產周期(50小時)可生產200公斤以上的硅錠,晶粒的尺寸達到厘米級;
  4、由于近十年單晶硅工藝的研究與發展很快,其中工藝也被應用于多晶硅電池的生產,例如選擇腐蝕發射結、背表面場、腐蝕絨面、表面和體鈍化、細金屬柵電極,采用絲網印刷技術可使柵電極的寬度降低到50微米,高度達到15微米以上,快速熱退火技術用于多晶硅的生產可大大縮短工藝時間,單片熱工序時間可在一分鐘之內完成,采用該工藝在100平方厘米的多晶硅片上作出的電池轉換效率超過14%。據報道,目前在50~60微米多晶硅襯底上制作的電池效率超過16%。利用機械刻槽、絲網印刷技術在100平方厘米多晶上效率超過17%,無機械刻槽在同樣面積上效率達到16%,采用埋柵結構,機械刻槽在130平方厘米的多晶上電池效率達到15.8%。
多晶硅與單晶硅的差別
  多晶硅是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在過冷條件下凝固時,硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核,如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒,則這些晶粒結合起來,就結晶成多晶硅。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在物理性質方面。例如,在力學性質、光學性質和熱學性質的各向異性方面,遠不如單晶硅明顯;在電學性質方面,多晶硅晶體的導電性也遠不如單晶硅顯著,甚至于幾乎沒有導電性。在化學活性方面,兩者的差異極小。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區別,但真正的鑒別須通過分析測定晶體的晶面方向、導電類型和電阻率等。
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