多晶硅基本知識

發(fā)布時間：2025-08-18 | 來源：互聯(lián)網(wǎng)轉載和整理

多晶硅基本知識

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多晶硅是單質硅的一種形態(tài)。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(tài)排列成許多晶核，這些晶面取向不同的晶粒結合起來，就形成了多晶硅。多晶硅主要由工業(yè)硅、氯氣和氫氣制備而來，多晶硅的生產(chǎn)技術主要為改良西門子法和硅烷法。西門子法通過氣相沉積的方式生產(chǎn)柱狀多晶硅，為了提高原料利用率和環(huán)境友好，在前者的基礎上采用了閉環(huán)式生產(chǎn)工藝即改良西門子法。該工藝將工業(yè)硅粉與HCL反應，加工成SiHCl3，再讓SiHCl3在H2氣氛的還原爐中還原沉積得到多晶硅。還原爐排出的尾氣H2、SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2 和HCl經(jīng)過分離后再循環(huán)利用。硅烷法是將硅烷通入以多晶硅晶種作為流化顆粒的流化床中，使硅烷裂解并在晶種上沉積，從而得到顆粒狀多晶硅。

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多晶硅的上游原材料主要為工業(yè)硅。多晶硅的直接下游環(huán)節(jié)是硅片，由多晶硅原料通過直拉法、區(qū)熔法生長的棒狀硅單晶體稱為硅棒，晶體形態(tài)為單晶。由多晶硅原料通過真空感應熔煉或定向凝固工藝生長成的錠狀多晶硅體稱為硅錠，晶體形態(tài)為多晶。由單晶硅棒或多晶硅錠切割形成的方片或八角形片稱為硅片。將單晶硅棒切成片，一般片厚約0.3毫米。硅片經(jīng)過拋磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片，然后在硅片上摻雜和擴散，一般摻雜物為微量的硼、磷、銻等。擴散是在石英管制成的高溫擴散爐中進行，這樣就硅片上形成P>N結。再采用絲網(wǎng)印刷法，將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經(jīng)過燒結，同時制成背電極，并在有柵線的面涂覆減反射源以防止大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。最終制成單晶硅太陽能電池的單體片。單體片經(jīng)過抽查檢驗，即可按所需要的規(guī)格組裝成太陽能電池組件（太陽能電池板），用串聯(lián)和并聯(lián)的方法構成一定的輸出電壓和電流。最后用框架和材料進行封裝。

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