什么是多晶硅与单晶硅

一、什么是多晶硅与单晶硅

首先了解一下“硅”为何物，在众多名称下，其实本质核心元素就是“硅元素”，其硅元素（外文名：silicon)是一种类金属元素，化学符号为Si,原子序数为14，属于元素周期表上的第三周期VA族，地壳中第二丰富的元素。1824在瑞典斯德哥尔摩，由JJ.Berzelius发现。其相对原子质量为 28.0855,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体。硅极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。根据上述百科得知按照“硅元素”的可将分为无定行硅（非晶体硅）和晶体硅两种，非晶硅又称无定形硅：单质硅的一种形态，棕黑色或灰黑色的微晶体，不具有完整的金刚石晶胞，纯度不高。熔点、密度和硬度也明显低于晶体硅。根据物理学定义我们可将晶体硅具体分为多晶硅、单晶硅；具体含义如下：多晶硅：熔融的硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的品粒，这些晶粒在宏观尺度上是随机取向的，但是每一个晶粒内部的取向是一致的。则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅：单晶硅：指物质内部的原子或离子或分子的排列是整齐划一的，从一端到另一端都保持相同的取向，整个晶体只有一个晶向，不含品界。非晶硅与晶体硅的区别优势：非晶硅薄膜材料相较于晶体硅表现出更加复杂多变的电学性质，此外，其光吸收系数较高、光电转换能力较强。这使得其在太阳能电池等领域有着较高的应用价值和优势，已成为太阳能电池的核心原材料之一。目前市场统称的多晶硅（硅料）主要是指硅锭、棒状硅与颗粒硅，单晶硅则是己经用棒状硅通过单晶硅制成工艺后的产品统称。多晶硅主流工艺主要包括西门子法（硅锭、棒状硅）和硅烷法（颗粒硅），以硅料企业的西门子棒状硅和颗粒硅为原料可制备下游两类产品，通过热交换法或布里曼法制备成的多晶铸锭（物理态上的多晶硅），以及通过直拉或区熔法制备成的单晶硅棒(物理态上的单晶硅)。而两种工艺区别：前者棒状硅料主要呈现的晶面不一致，各向生长，是属于物理形态上的多晶硅产物，后者硅烷法生产的颗粒硅不具有完整的晶胞，其属于非晶硅。而单晶硅呈现的单一晶面生长形态还需要在作为棒状硅的基底进一步的单晶硅生产工艺拉晶，根据晶体生长方式的不同，可分为区熔单晶硅和直拉单晶硅。直拉单晶硅是利用切氏法制备单晶硅，称为CZ单晶硅。