单晶硅与多晶硅的区别、功能及优缺点
单晶硅与多晶硅的应用和区别
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1单晶硅与多晶硅的应用和区别多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。
被称为“微电子大厦的基石”。
在太阳能利用上,单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。
虽然从目前来讲,要使太阳能发电具有较大的市场,被广大的消费者接受,就必须提高太阳电池的光电转换效率,降低生产成本。
从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。
从工业化发展来看,重心已由单晶向多晶方向发展,主要原因为;[1]可供应太阳电池的头尾料愈来愈少;[2] 对太阳电池来讲,方形基片更合算,通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料;[3]多晶硅的生产工艺不断取得进展,全自动浇铸炉每生产周期(50小时)可生产200公斤以上的硅锭,晶粒的尺寸达到厘米级;[4]由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快,其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产,例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极,采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米,高度达到15微米以上,快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间,单片热工序时间可在一分钟之内完成,采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14%。
据报道,目前在50~60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16%。
利用机械刻槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17%,无机械刻槽在同样面积上效率达到16%,采用埋栅结构,机械刻槽在130平方厘米的多晶上电池效率达到15.8%。
多晶硅与单晶硅的差别请问多晶硅与单晶硅的差别是什么?国内有那些厂家在生产这两种产品?多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质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晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
多晶硅还是单晶硅的太阳能电池更好?
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多晶硅还是单晶硅的太阳能电池更好?太阳能电池是一种利用光化学效应将太阳能转换为电能的装置。
而多晶硅和单晶硅则是制造太阳能电池常用的两种材料。
那么,我们应该选用哪种材料制造太阳能电池呢?下面将详细阐述多晶硅和单晶硅太阳能电池的优缺点,以便读者在选择时做出明智的决策。
1. 多晶硅太阳能电池(Polycrystalline Silicon Solar Cell)是一种由多块无定形硅晶体拼接而成的太阳能电池。
其制造工艺相对单纯,成本也相对较低,因此价格也更加实惠。
另外,多晶硅太阳能电池的平均寿命在20年以上,也具有一定的耐候性和抗损耗性。
但是,多晶硅太阳能电池也存在一些缺陷。
首先,其转换效率相对来说较低,一般只能达到14%左右,这意味着需要更大的面积来收集足够的光能。
其次,多晶硅太阳能电池的光电转化效率会随着温度升高而下降,影响它的使用寿命。
2. 单晶硅太阳能电池(Monocrystalline Solar Cell)是由高纯度单个硅晶体在高温高压环境下生长而成的太阳能电池。
因此,其精密制造的过程使其能够具有更高的转换效率。
单晶硅太阳能电池的转换效率可以达到20%左右,甚至高达24%左右,功率输出也更大,所需的面积也较小。
然而,单晶硅太阳能电池也存在一些缺陷。
制造工艺复杂,成本较高,导致其价格比多晶硅太阳能电池更为昂贵。
此外,随着时间的推移,单晶硅太阳能电池会因极端温度和高光照强度而逐渐降低其转换效率,因此它的寿命相对较短。
3. 总结多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池在转换效率、制造成本、使用寿命和工艺复杂度等方面存在一定差异。
因此,选择哪种材料取决于不同用户的需求和预算限制。
如果是对价格要求更加敏感的用户,多晶硅太阳能电池可能是更好的选择;如果您更注重高效能和稳定性,那么单晶硅太阳能电池可能更适合您。
总之,在实际使用过程中,我们可以根据自己的需求和预算来做出明智的决策。
4. 推荐阅读:太阳能电池板的未来发展随着太阳能电池板的应用越来越广泛,制造商也在不断努力提高其转换效率和稳定性。
单晶硅多晶硅转换效率
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单晶硅多晶硅转换效率一、引言随着全球能源危机和环境污染问题日益严重,可再生能源的开发与利用已经成为当今世界的研究热点。
其中,太阳能作为一种清洁、无污染的能源,具有广泛的应用前景。
硅材料作为太阳能电池的主要材料,其转换效率备受关注。
本文将对单晶硅和多晶硅的转换效率进行探讨,分析两种材料在转换效率上的差异,并探讨影响转换效率的因素及提高转换效率的方法。
二、单晶硅与多晶硅简介1.单晶硅特点单晶硅具有良好的结晶性,晶体结构有序,电阻率低,电子迁移率高,具有较高的光电转换效率。
但其制备过程复杂,成本较高,且存在晶向异性等问题。
2.多晶硅特点多晶硅由许多小晶体组成,晶界面积较大,晶向异性较弱。
多晶硅具有较高的热电转换效率,制备过程相对简单,成本较低。
然而,多晶硅的光电转换效率相对较低。
三、转换效率概念与计算方法1.转换效率定义转换效率是指太阳能电池将太阳能转化为电能的效率,用输出功率与输入功率之比表示。
2.转换效率计算公式转换效率= 输出功率/ 输入功率× 100%四、单晶硅与多晶硅转换效率对比1.光电转换效率对比在相同条件下,单晶硅太阳能电池的光电转换效率要高于多晶硅太阳能电池。
这主要是因为单晶硅具有更好的晶体结构和较低的电阻率,有利于电子迁移。
2.热电转换效率对比多晶硅具有较高的热电转换效率,相较于单晶硅,多晶硅在热电领域有更广泛的应用。
五、影响转换效率的因素1.材料本身性质材料的晶体结构、电阻率、电子迁移率等性质直接影响转换效率。
2.制备工艺制备工艺对硅材料的转换效率具有重要影响。
如:晶体生长过程、薄膜制备工艺、表面修饰等。
3.器件结构器件结构包括电池结构、背接触、窗口层等,对转换效率也有很大影响。
六、提高转换效率的方法1.优化材料性质通过改进制备工艺,提高单晶硅和多晶硅的晶体质量、电阻率、电子迁移率等性质,从而提高转换效率。
2.改进制备工艺研究新型制备工艺,如:化学气相沉积、物理气相沉积、溶胶凝胶法等,以提高转换效率。
单晶硅和多晶硅寿命
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单晶硅和多晶硅寿命
单晶硅和多晶硅是太阳能电池常用的材料,它们在太阳能电池的寿命方面有一些不同。
首先,让我们来看单晶硅。
单晶硅具有较高的纯度和结晶性,因此在光照条件下有较高的转换效率。
此外,单晶硅的晶格结构更加有序,因此在使用过程中受到的损耗相对较小。
这些特性使得单晶硅太阳能电池具有较长的寿命。
一般来说,单晶硅太阳能电池的寿命可达25年甚至更长,这使得它成为了一种非常稳定可靠的太阳能电池材料。
接下来是多晶硅。
多晶硅由于制备工艺的不同,晶粒的大小和有序性不如单晶硅,因此在光照条件下的转换效率略低于单晶硅。
另外,多晶硅的晶格结构相对不够有序,因此在使用过程中可能会受到一些损耗。
但是,随着技术的不断进步,多晶硅太阳能电池的寿命也在不断提高,一般来说,多晶硅太阳能电池的寿命也可以达到20年以上。
总的来说,单晶硅太阳能电池在寿命上具有一定的优势,但是多晶硅太阳能电池的寿命也在不断提高,而且在实际应用中,制造
工艺、安装环境、使用条件等因素都会对太阳能电池的寿命产生影响。
因此,在选择太阳能电池时,除了材料本身的特性外,还需要考虑到实际的使用情况。
太阳能电池板单晶硅和多晶硅,软板和硬板
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太阳能电池板是一种可以将太阳光能转化为电能的设备,它可以广泛应用于太阳能发电系统中。
在太阳能电池板的制作过程中,单晶硅和多晶硅是两种常用的材料,而软板和硬板则是两种常见的电池板类型。
本文将从单晶硅和多晶硅、软板和硬板两个方面进行讨论。
一、单晶硅和多晶硅1. 单晶硅单晶硅是一种高纯度的硅材料,它的晶体结构非常完美,没有晶界和晶粒内部的结构缺陷,因此具有非常优异的光电性能。
由于单晶硅的晶格结构完美,电子在晶格内的传递非常顺畅,可以更高效地转化太阳能为电能。
单晶硅太阳能电池板的转换效率通常较高,是太阳能产业中最常用的材料之一。
2. 多晶硅多晶硅是由多个小晶粒组成的材料,它的晶粒界面会使电子在晶体内传递时受到散射,影响了光电转换效率。
相比于单晶硅,多晶硅的光电性能略逊一筹,但由于其制备工艺简单,成本较低,因此在太阳能电池板的生产中也得到了广泛应用。
二、软板和硬板软板和硬板是指太阳能电池板的材质和结构类型,它们在应用场景和特性上有所不同。
1. 软板软板由柔性材料制成,适用于一些需要柔性安装的场景,比如曲面建筑物、车顶等。
软板可以根据需要进行弯曲和压缩,适应复杂的安装环境,并且重量较轻,便于携带和安装。
然而,软板的耐久性和抗风压能力相对较弱,需谨慎选择安装场景。
2. 硬板硬板通常由玻璃和铝制成,具有较强的耐候性和抗风压能力,适用于户外大型光伏电站等工业领域。
硬板的结构稳定,安装后不易变形,并且具有较长的使用寿命。
然而,硬板的重量较大,无法适应复杂的曲面安装环境。
单晶硅和多晶硅分别在太阳能电池板制作中发挥着重要作用,软板和硬板则在不同的场景中具有各自的优势。
在选择太阳能电池板材料和类型时,需根据具体的应用需求进行慎重考虑,并选择合适的产品以获得最佳的太阳能发电效果。
太阳能电池板作为目前广泛应用于太阳能发电系统中的设备,制造过程中所使用的材料和结构类型对于其性能表现有着至关重要的影响。
在前文中我们已经介绍了单晶硅和多晶硅、软板和硬板这四种材料和类型的基本情况。
单晶硅和多晶硅的区别
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1
制作工艺不同2Fra bibliotek光电转换率不同
3
外观不同
4 市场趋势与价格不同
5
公司介绍
一、制作工艺不同
1)单晶硅片
加工单晶太阳电池片,首先要在硅片上掺杂和扩 散,一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石 英管制成的高温扩散炉中进行。这样就在硅片上形成 P/N结。然后采用丝网印刷法,将配好的银浆印在硅 片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有 栅线的面涂覆减反射源,以防大量的光子被光滑的硅 片表面反射掉,至此,单晶硅太阳电池的单体片就制 成了。
所以单晶太阳能板市场价格相对高一些,但多晶 太阳能板的安装使用更加广泛。
不过由于单晶电池不能铺满整块太阳能板,而多 晶电池没有面积上的浪费,所以综合起来,两者的发 电效率并没有多大的差别,大家也不必执着于单晶或 者多晶哦,市场潮流肯定有他的道理,大家跟住大趋 势就对了。
五、公司介绍
其次,虽然单晶硅太阳能电池的平均转换效率比 多晶硅太阳能电池的平均转换效率高2%左右,但是由 于单晶硅太阳能电池只能做成准正方形(四个顶端是 圆弧),当组成太阳能电池组件时就有一部分面积填 不满,而多晶硅太阳能电池是正方形,不存在这个问 题。
因此对于太阳能电池板来说,效率基本是一样的。
三、外观不同
2)多晶硅片
加工多晶太阳电池片工艺过程是选择电阻率为 100~300欧姆厘米的多晶块料或单晶硅头尾料,经破 碎,用1:5的氢氟酸和硝酸混合液进行适当的腐蚀, 然后用去离子水冲洗呈中性,并烘干。用石英坩埚装 好多晶硅料,加入适量硼硅,放入浇铸炉,在真空状 态中加热熔化。熔化后应保温约20分钟,然后注入石 墨铸模中,待慢慢凝固冷却后,即得多晶硅锭。这种 硅锭可铸成立方体,以便切片加工成方形太阳电池片, 可提高材质利用率和方便组装。
单晶硅与多晶硅地区别、功能及优缺点
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单晶硅与多晶硅的区别、功能及优缺点单晶硅硅有晶态和无定形两种同素异形体。
晶态硅又分为单晶硅和多晶硅,它们均具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质。
单晶硅在日常生活中是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。
电视、电脑、冰箱、电话、手表、汽车,处处都离不开单晶硅材料,单晶硅作为科技应用普及材料之一,已经渗透到人们生活中的各个角落。
单晶硅在火星上是火星探测器中太阳能转换器的制成材料。
火星探测器在火星上的能量全部来自太阳光,探测器白天休息---利用太阳能电池板把光能转化为电能存储起来,晚上则进行科学研究活动。
也就是说,只要有了单晶硅,在太阳光照到的地方,就有了能量来源单晶硅在太空中是航天飞机、宇宙飞船、人造卫星必不可少的原材料。
人类在征服宇宙的征途上,所取得的每一步进步,都有着单晶硅的身影。
航天器材大部分的零部件都要以单晶硅为基础。
离开单晶硅,卫星会没有能源,没有单晶硅,航天飞机和宇航员不会和地球取得联系,单晶硅作为人类科技进步的基石,为人类征服太空作出了不可磨灭的贡献。
单晶硅在太阳能电池中得到广泛的应用。
高纯的单晶硅是重要的半导体材料,在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天,利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能,实现了迈向绿色能源革命的开始。
单晶硅太阳能电池的特点:1.光电转换效率高,可靠性高; 2.先进的扩散技术,保证片内各处转换效率的均匀性; 3.运用先进的PECVD成膜技术,在电池表面镀上深蓝色的氮化硅减反射膜,颜色均匀美观; 4.应用高品质的金属浆料制作背场和电极,确保良好的导电性。
单晶硅广阔的应用领域和良好的发展前景北京2008年奥运会将把"绿色奥运"做为重要展示面向全世界展现,单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。
现在,国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段,正在向实际应用阶段过渡,太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围,市场需求量不言而喻。
单晶硅多晶硅转换效率
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单晶硅多晶硅转换效率
单晶硅和多晶硅是两种常见的太阳能电池材料。
它们的主要区别在于晶体结构:单晶硅是由单个晶体组成的,而多晶硅是由多个晶体组成的。
这种差异使得它们在转换效率、光学性能和电学性能等方面有所不同。
单晶硅的转换效率通常高于多晶硅。
在太阳能电池中,单晶硅的转换效率可以达到15% 至20%,而多晶硅的转换效率则在13% 至15% 之间。
这主要是因为单晶硅具有较高的晶体质量和较少的晶界,从而减少了电子在晶体中的散射和损失。
然而,多晶硅也有一些优点。
与单晶硅相比,多晶硅的生产过程更为简单,成本较低。
此外,多晶硅在高温环境下的稳定性较好,因此更适用于太阳能热利用等领域。
影响单晶硅和多晶硅转换效率的因素包括材料质量、晶体结构、生产工艺和电池设计等。
随着技术的不断进步,单晶硅和多晶硅的转换效率都有一定程度的提高。
在光伏领域,单晶硅和多晶硅都得到了广泛的应用。
单晶硅太阳能电池在实验室条件下的转换效率已经达到了26%,多晶硅太阳能电池也在实际应用中表现出良好的性能。
随着光伏市场的不断壮大,单晶硅和多晶硅在光伏领域的应用将继续扩大。
未来,单晶硅和多晶硅的转换效率仍有很大的提升空间。
研究人员正在通过改进生产工艺、优化电池设计和寻找新型材料等途径,进一步提高太阳能电池的转换效率。
此外,随着新型太阳能电池技术的不断涌现,如有机太阳能电
池、钙钛矿太阳能电池等,单晶硅和多晶硅可能面临一定的竞争压力。
总之,单晶硅和多晶硅在转换效率、成本和应用领域等方面各有优劣。
单晶硅和多晶硅太阳能电池有什么区别,哪个好?
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单晶硅和多晶硅太阳能电池有什么区别,哪个好?导语:多晶硅和单晶硅是两种不同物质,多晶硅是化学专有名词俗称玻璃,高纯多晶硅材料即高纯度玻璃,单晶硅才是制作太阳能光伏电池的原料,同时也是制作半导体芯片的材料,因生产单晶硅的硅矿原料稀少和生产工艺复杂,所以产量低和价格昂贵,那么单晶硅太阳能电池和多晶好太阳能电池有什么区别,哪个好呢?一、外观上的区别从外观上面看的话,单晶硅电池的四个角呈现圆弧状,表面没有花纹;而多晶硅电池的四个角呈现方角,表面有类似冰花一样的花纹;而非晶硅电池也就是我们平时说的薄膜组件,它不像晶硅电池可以看出来栅线,表面就如同镜子一般清晰、光滑。
二、使用上面的区别对于使用者来说,单晶硅电池和多晶硅电池没有太大的区别,它们的寿命和稳定性都很好。
虽然单晶硅电池平均转换效率要比多晶硅高1%左右,但由于单晶硅电池只能做成准正方形(四边都是圆弧状),因此当组成太阳能电池板的时候就会有一部分面积填不满;而多晶硅是正方形,所以不存在这样的一个问题,它们的优缺点具体如下:晶硅组件:单块组件功率相对较高。
同样占地面积下,装机容量要比薄膜组件高。
但组件厚重易碎,高温性能较差,弱光性差,年度衰减率高。
薄膜组件:单块组件功率相对略低。
但发电性能高,高温性能佳,弱光性能好,阴影遮挡功率损失较小,年度衰减率低。
应用环境广泛,美观,环保。
三、制造工艺的区别多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右,因此多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额大,制造成本也小于单晶硅电池,所以使用多晶硅太阳能电池将会更加的节能、环保!单晶硅和多晶硅太阳能电池哪个好?目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。
由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,最高可达25年。
单晶硅、多晶硅以及非晶硅太阳能电池的特点
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单晶硅、多晶硅以及非晶硅太阳能电池的特点一、单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是一种高效能的太阳能电池,它可以将太阳能转化为电能。
单晶硅太阳能电池的核心是由一块纯净的单晶硅制成的,晶体结构是一个完整的结构,其中晶体的基础本质是一枝结构,由多个小的晶粒构成一个大的晶体,这种晶体的结构是一个完整的结构,它具有许多不同的特点,下面来详细介绍一下单晶硅太阳能电池的特点。
1、优点(1)单晶硅太阳能电池具有高转换效率。
由于其结构的完整性,使其能够在太阳能的照射下效率更高,这样可以提高太阳能电池的转换效率。
(2)单晶硅太阳能电池具有很高的耐久性。
单晶硅太阳能电池具有比较高的耐久性,且比较稳定,可以长期的使用,具有良好的使用效果。
2、缺点(1)单晶硅太阳能电池价格比较昂贵,且生产工艺复杂,一般价格比较昂贵。
(2)单晶硅太阳能电池偶尔会出现断路,由于它的晶体结构比较完整,在正常状态下,断路是很少发生的,但是由于其它原因仍然有可能出现断路状况。
二、多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池是一种比较常见的太阳能电池,其主要结构是由多个小的晶体组成,这些晶体结构都是由多个小的晶体组成的,这些晶体之间可以按照一定的方式组合在一起,从而形成一个大的晶体结构,因此,多晶硅太阳能电池的特点也就不难理解了,下面详细介绍一下多晶硅太阳能电池的特点。
1、优点(1)多晶硅太阳能电池的可靠性比较高,它的结构与单晶硅相比,更加的安全可靠。
(2)多晶硅太阳能电池可以很好的满足客户的需求,因为它可以根据客户的需求,进行不同尺寸的定制。
2、缺点(1)多晶硅太阳能电池的价格比较贵,多晶硅电池的价格因为它的质量较高而比较昂贵,一般比单晶硅电池价格要高一些。
(2)多晶硅太阳能电池的转换效率也比较低,一般比单晶硅太阳能电池的转换效率要低一些。
三、非晶硅太阳能电池非晶硅太阳能电池是一种新型的太阳能电池,它具有一定的优势,并且在太阳能发电领域具有重要的应用价值。
下面详细介绍一下非晶硅太阳能电池的特点。
太阳能光伏比较:单晶硅与多晶硅
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太阳能光伏比较:单晶硅与多晶硅近年来,太阳能光伏技术得到了迅速发展,成为一种高效、清洁、可持续的发电方式。
目前,太阳能光伏电池的主要材料有单晶硅和多晶硅两种,二者各有优劣。
本文将以单晶硅与多晶硅为比较对象,分析两种太阳能光伏电池的特点、性能、应用、市场等方面,以期为读者提供一些参考,帮助大家更好地了解和选择太阳能光伏产品。
一、单晶硅电池单晶硅电池是用高纯度硅单晶体制造的,具有晶格完整、电子迁移能力高、光电转换效率高等优点,目前单晶硅电池的转换效率已经达到了20%以上。
单晶硅电池的特点主要有以下几个方面:1.高效性能:单晶硅电池的光电转换效率高,可达到20%-25%,是目前太阳能电池中效率最高的,能够产生非常可观的电力输出。
2.稳定性好:由于单晶硅电池的结晶度高,晶体有序,不存在晶界、晶界缺陷等问题,这使得单晶硅电池的稳定性更好。
3.体积小:由于单晶硅电池转换效率高,相同的输出功率下,单晶硅电池的电池片可以制造得更小巧,体积更小。
4.昂贵:因为单晶硅电池采用原始材料高纯度硅单晶体制造,制作过程中的损失较大,所以单晶硅电池的制造成本很高,价格也比较贵。
5.适用范围:单晶硅电池主要适用于大型太阳能电站、屋顶太阳能电站、船舶、汽车、农舍等需要小型电力系统的应用领域。
二、多晶硅电池多晶硅电池是用熔融硅制造的,因硅的结晶非常混乱而呈多晶状,因此转换效率比单晶硅电池稍低,但其价格远比单晶硅电池低廉,逐渐成为太阳能光伏行业的主流产品之一。
多晶硅电池的特点主要有以下几个方面:1.成本低廉:由于多晶硅电池采用原始材料熔融硅制造,制作损失较小,所以制造成本低廉,价格也相对便宜。
2.转换效率低:由于多晶硅电池晶体混乱,存在晶界缺陷,能量吸收转化率比单晶硅低,转换效率一般在17%-20%之间。
3.稳定性好:多晶硅电池的硅晶体混乱,结晶度较低,但其存在的缺陷却有助于吸收能量,而且硅片表面相对较大,因此具有更好的在暗处工作的性能。
多晶硅和单晶硅
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多晶硅和单晶硅
多晶硅和单晶硅区别:
多晶硅可以用作拉制单晶硅的原料,多晶硅和单晶硅之间的差异主要表现在物理性质上。
例如,就机械性能,光学性能和热性能的各向异性而言,它比单晶硅更不明显;就电性能而言,多晶硅晶体的导电性远低于单晶硅,甚至导电性也很差。
在化学活性方面,两者之间的差异非常小。
多晶硅和单晶硅在外观上可以彼此区分,但真正的识别必须通过分析晶面取向,导电类型和电阻率来确定。
单晶硅电池具有高电池转换效率和良好的稳定性,但成本高。
早在20年前,单晶硅电池就突破了20%以上光电转换效率的技术壁垒。
多晶硅用途:
1、多晶硅是生产单晶硅的直接原材料
这种使用用途就是用来生产单晶硅以及太阳能光伏电池。
单晶硅也可用来制作太阳能产业的产品,但是出来的导电性往往没有多晶硅好。
同时多晶硅生产的光伏材料,在市场上的占比也是高达百分之九十以上,主要的需求来源是来自于太阳能以及半导体电池。
2、多晶硅是单质的元素硅,是半导体行业中应用广泛的元素
由于多晶硅的化学性质十分的稳定,同时自身也没有一定的环境污染。
还有半导体材料良好的特点。
因此被广泛的使用在工业、农业、航天等多方面。
在人工智
能、自动控制等半导体的元器件中也少不了要使用到多晶硅,因此多晶硅还被称之为是“微电子大M的基石”。
光伏板用单晶和多晶的区别是什么
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光伏板用单晶转化率比多晶高,单晶和多晶的区别是目前,市面上被用来安装居民分布式光伏发电系统的组件主要以单晶硅片和多晶硅片为主;而单晶硅片和多晶硅片相比的话,人们对于多晶硅的选择远远的高于多晶硅;这是为何居民分布式光伏发电系统一般选用多晶硅的原因有这几个点:1、外观上的区别外观上面看的话,单晶硅电池片的四个角呈现圆弧状,表面没有花纹;而多晶硅电池片的四个角呈现方角,表面有类似冰花一样的花纹;2、使用上面的区别对于使用者来说,单晶硅电池和多晶硅电池没有太大的区别,它们的寿命和稳定性都很好;虽然单晶硅电池平均转换效率要比多晶硅高1%左右,但由于单晶硅电池只能做成准正方形四边都是圆弧状,因此当组成太阳能电池板的时候就会有一部分面积填不满;而多晶硅是正方形,所以不存在这样的一个问题;3、制造工艺多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右,因此多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额大,制造成本也小于单晶硅电池,所以使用多晶硅太阳能电池将会更加的节能、环保人们一般优先选择多晶硅组件的时候,是因为多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右之外,还因为多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额大,制造成本也小于单晶硅电池;这样能在节省一定的成本之外再增加光伏的收益近一年来,形势好像发生了逆转,好像大多数人已经接受了单晶组件比多晶组件好这个概念了;如果市场普遍认同单晶比多晶好,那么相当于将光伏成套系统的价格推高了元;除了让某些人多赚一些钱以外,对早日实现平价上网,毫无益处;具体到光伏发电,每一个投资光伏发电的人都是想通过卖电赚钱的,是一种投资行为;衡量一项投资的“好”和“坏”,有一个具体判断标准,那就是收益率;花同样的钱装光伏,谁发出来的电多,赚得钱多,那么谁的收益就高,或者说谁就是好;按照这个标准,我们来比较一下两者区别;虽然单晶转化率比多晶理论上高1-2%,但同样容量的光伏电站,用单晶组件和多晶组件,发出的电理论上是相同的;实际上因单晶衰减较快,短期内还不如多晶发电多;更重要的是,单晶组件的价格比多晶贵10%-20%,这就意味着,收益相同的情况下,投入却增加了10%-20%;单晶组件的收益率明显比多晶组件收益率低很多;从收益率角度来衡量,多晶组件明显比单晶好很多;当然,这是阶段性结论;如果哪天单晶成本低于多晶,结论就会相反了;特别说明,因为晶硅组件高度同质化,各大厂家技术大同小异,所以,只要是合格的组件,不会有很大的区别;以上关于单晶和多晶的比较,也有一个前提,那就是都是合格的产品;如果次品和正品比,无论是多晶和单晶,一定是正品好,次品差;总结单晶与多晶的对比:1、看历史,单晶光伏板应用早于多晶光伏板,单晶是大哥,多晶是小弟,小弟后来发展比较快;2、看用量,多晶硅在电站中的应用远远高于单晶硅,单晶硅占20%,多晶硅占80%,市场选择最能反映真实情况;3、看外观,单晶硅深蓝色,近乎黑色,多晶硅天蓝色,颜色鲜艳,单晶电池片四角圆弧状,多晶电池片正方形;4、看转化率,理论上单晶效率略高于多晶,有数据显示1%,也有数据3%,但这仅仅是理论而已,影响实际发电量因素非常多,转化效率的作用比一般人的要小;5、看成本,单晶成本稍微贵于多晶,不同厂家成本不同,市场价格一瓦高5分至一毛钱;6、看衰减度实测数据显示:单晶和多晶各有千秋,无法单从单晶、多晶角度辨别衰减快慢;相对来说产品质量密封度、有无杂志、是否隐裂,对衰减度影响更大;7、看发电量,影响发电量最大的不是单晶和多晶,而是封装、工艺、材质和应用环境;8、看性价比,目前来说多晶性价比略高于单晶,仅仅是目前而已,过几年发生逆转也有可能;9、看未来,单晶和多晶,谁的综合成本更低,性价比更好,谁就会占更大份额;对于用户来说,选择单晶还是多晶不重要,选择综合收益最重要产品的质量是决定电站收益最重要的因素;你的产品质量好,你赚的就多;无论是单晶还是多晶,都是同样的道理;光隶新能源科技有限公司生产研发的光能电波路灯系列产品都是采用高效转化率高的单晶发电板,采取先进的制作工艺,选用的配件品质好、成本高、效果好;光能电波智能路灯产品特性:光能电波智能路灯头是一款零接线、零电费、零危险、零排放、零污染、零管理的可移动路灯,安装便捷,可直接替换原有灯杆;光隶智能光能电波路灯是通过大自然太阳能及可见光能源的吸收,通过光能转化为电能,持续提供照明;这样即能节能减排,又能最大化的利用大自然资料为我们生活提供绿色照明;该产品采用进口单晶硅光能电波发电板,稳定的进口锂电池、高亮防水LED光源、智能数学化控制卡、不变色的进口纳米材料的灯罩、防盗升级版系统;该产品能够根据天气、温度、日照时间及各类可见光收集、智能全自动发电、蓄电,每天照明时间长达20小时,无论是阴雨天还是恶劣天气,光隶光能电波智能路灯可365天持续提供照明;买组件的诀窍就是:不要贪小便宜。
单晶硅,多晶硅,非晶硅的区别和性能差异
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单晶硅,多晶硅,非晶硅的区别和性能差异一、单晶硅太阳能电池名称:单晶硅英文名:Monocrystalline silicon单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分。
硅的单晶体,具有基本完整的点阵结构的晶体。
不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。
纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。
用于制造半导体器件、太阳能电池等。
用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
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。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
单晶硅主要用于制作半导体元件。
用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。
二、多晶硅太阳能电池名称:多晶硅英文名:polycrystalline silicon性质:灰色金属光泽。
密度2.32~2.34。
熔点1410℃。
沸点2355℃。
溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和盐酸。
硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。
加热至800℃以上即有延性,1300℃时显出明显变形。
常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。
高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。
具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。
多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质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晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
三元材料_多晶和单晶_单晶硅_多晶硅_解释说明
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三元材料多晶和单晶单晶硅多晶硅解释说明1. 引言1.1 概述在现代科技发展中,新能源、电子器件和光学设备等领域的需求不断增加,对高性能材料的需求也日益迫切。
三元材料作为一类具有特殊结构和优异性能的材料,在这些领域中扮演着重要角色。
本文将重点介绍三元材料中的两种主要类型——多晶和单晶,并分析其区别、物理性质比较以及应用方面的差异。
1.2 文章结构本文共分为六个部分,首先是引言,接下来概述三元材料的定义和特点,以及其应用领域和制备方法;然后详细介绍多晶和单晶这两种主要类型,包括它们的定义和区别,物理性质比较以及应用比较;随后分别深入探讨单晶硅和多晶硅这两种具体材料,在结构与性质特点、制备方法及应用场景方面进行详细说明;最后总结其中的优缺点对比,并勾勒出未来研究的前景。
1.3 目的本文旨在提供关于三元材料中多晶与单晶的比较和分析,并探讨单晶硅和多晶硅这两种主要材料的特性、制备方法及应用场景。
通过本文的阐述,读者可以更加全面地了解三元材料中多晶和单晶的差异以及各自的特点,从而对其在不同领域中的应用有更清晰的认识。
2. 三元材料3.1 定义和特点三元材料是指由三种不同元素组成的化合物或混合物。
这些元素可以是金属、非金属或半导体等。
三元材料具有多样性和复杂性,在材料科学和工程中具有重要的应用价值。
三元材料的特点之一是它们的组成可调性,即可以通过改变其中一个或多个元素的比例来调节其性质和特征。
这使得三元材料在不同领域中具有广泛的应用潜力,例如能源储存与转换、化学催化、光电子器件和生物医学等领域。
此外,由于存在不同元素之间的相互作用,三元材料通常展现出独特的结构和性质。
这些相互作用能够引导其在纳米尺度下形成复杂的晶体结构,并赋予其优异的机械、电子和光学性能。
3.2 应用领域三元材料在各个应用领域中都发挥着重要作用。
以下是一些主要应用领域的例子:- 能源储存与转换:三元催化剂在燃料电池和电解水产氢领域有广泛应用。
多晶硅还是单晶硅的太阳能电池更好?
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多晶硅还是单晶硅的太阳能电池更好?如果你对太阳能电池有些了解,就会知道太阳能电池的重要组成部分是硅片。
但是,用哪一种硅片制造太阳能电池更好呢?是多晶硅还是单晶硅?下面,我们将为大家详细介绍多晶硅和单晶硅的区别,并探讨用哪一种硅片制造太阳能电池更好。
1. 多晶硅和单晶硅的区别多晶硅与单晶硅都是硅的晶体结构,不同之处在于它们的原子排列方式。
具体来说,单晶硅的原子排列是有序的,而多晶硅的原子排列则是随机的。
这个区别意味着,单晶硅更具备高度的纯度和完整性,而多晶硅则相对差一些。
但是,多晶硅更容易制造和加工,因此相比单晶硅更便宜。
2. 多晶硅和单晶硅的性能对比多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池有着不同的性能表现。
具体来说,单晶硅太阳能电池的效率更高,拥有更强的光电转换性能,因此更适合在光照条件较弱的地区使用。
多晶硅太阳能电池则更耐高温和辐射,表现更好。
因此,多晶硅太阳能电池更适合在高温和强辐射条件下使用。
此外,多晶硅太阳能电池还具有更高的鲁棒性和更长的使用寿命,这一点也要优于单晶硅太阳能电池。
3. 结论基于上述性能对比,我们可以得出一个结论:多晶硅太阳能电池适合在高温、强辐射条件下使用,表现更好,而单晶硅太阳能电池在光照条件较弱的地区使用更佳,效率更高。
当然,对于不同的应用场景,我们应该使用不同的硅片制造太阳能电池。
这样可以充分利用硅片本身的优势,使得太阳能电池的性能最大化。
需要注意的是,太阳能电池的制造过程十分复杂,除了硅片的品质,还有很多其他的因素也会影响太阳能电池的性能。
因此,在太阳能电池的制造和应用过程中,我们还需要考虑很多其他因素,做到合理搭配和优化,才能获得最佳的性能表现。
综上所述,多晶硅和单晶硅都有着自己的优势和劣势,因此我们应该根据具体的应用场景来选择硅片制造太阳能电池。
只有在匹配合适的条件才能发挥太阳能电池的最大性能。
如何评估单晶与多晶的好坏
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一、单/多晶硅片性能对比1、单晶硅片与多晶硅片在晶体品质、电学性能、机械性能方面有显着差异。
2、单晶和多晶的差别主要在于原材料的制备方面,单晶是直拉提升法,多晶是铸锭方法,后端制造工艺只有一些细微差别。
二.单/多晶硅片晶体品质差异1、单晶硅片,是一种完整的晶格排列;单晶硅片的位错密度和金属杂质比多晶硅片小得多,各种因素综合作用使得单晶的少子寿命比多晶高出数十倍,从而表现出转换效率优势。
2、多晶硅片,它是多个微小的单晶的组合,中间有大量的晶界,包含了很多的缺陷,它实际上是一个少子复合中心,因此降低了多晶电池的转换效率。
3、单晶是一种完整的晶格排列,在同样的切片工艺条件下表面缺陷少于多晶;4、在电池制造环节,单晶电池的碎片率也小于1%的,通常情况下是0.8%左右。
而多晶的晶体结构缺陷导致在电池制造环节的碎片率一般大于2%。
三、单/多晶硅片电学性能差异单/多晶的少子寿命对比。
各种实验数据显示,单晶的使用寿命明显要高于多晶的使用寿命;四、单/多晶硅片机械性能差异1、多晶硅片的最大弯曲位移比单晶硅片低1/4,因此在电池的生产和运输过程中更容易破碎;2、单晶在运输中的抗破坏性能比较好;3、单/多晶在长期的高低温交替过程中,多晶更容易发生隐裂;五.单/多晶硅片转换效率对比1、影响单/多晶转换效率主要是以下参数来决定的1.1Voc(开路电压)1.2Isc(短路电流)1.3FF(填充因子)1.4计算公式为:Eta=Voc×Isc×FF2、实验表明2.1单晶最高转换率为25%;2.2多晶最搞转换率为20.8%;【总结】1、单晶硅片比多晶硅片有更高的机械强度,更低的易碎率;2、单晶硅电池比多晶硅电池有更高的转换效率;3、25年的生命周期内,单晶硅电站的实际发电量比多晶硅电站的发电量多(大约6%);4、在长期可靠性方面,单晶硅电站比多晶硅的衰减少3%左右;。
单晶硅_多晶硅_非晶硅的区别和性能差异
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单晶硅_多晶硅_非晶硅的区别和性能差异单晶硅,多晶硅,非晶硅的区别和性能差异一、单晶硅太阳能电池名称:单晶硅英文名: Monocrystalline silicon单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分。
硅的单晶体,具有基本完整的点阵结构的晶体。
不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。
纯度要求达到99.9999,,甚至达到99.9999999,以上。
用于制造半导体器件、太阳能电池等。
用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
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?A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?A族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
单晶硅主要用于制作半导体元件。
用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。
二、多晶硅太阳能电池名称:多晶硅英文名:polycrystalline silicon性质:灰色金属光泽。
密度2.32~2.34。
熔点1410?。
沸点2355?。
溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和盐酸。
硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。
加热至800?以上即有延性,1300?时显出明显变形。
常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。
高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。
具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。
多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质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晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
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单晶硅与多晶硅的区别、功能及优缺点单晶硅硅有晶态和无定形两种同素异形体。
晶态硅又分为单晶硅和多晶硅,它们均具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质。
单晶硅在日常生活中是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。
电视、电脑、冰箱、电话、手表、汽车,处处都离不开单晶硅材料,单晶硅作为科技应用普及材料之一,已经渗透到人们生活中的各个角落。
单晶硅在火星上是火星探测器中太阳能转换器的制成材料。
火星探测器在火星上的能量全部来自太阳光,探测器白天休息---利用太阳能电池板把光能转化为电能存储起来,晚上则进行科学研究活动。
也就是说,只要有了单晶硅,在太阳光照到的地方,就有了能量来源单晶硅在太空中是航天飞机、宇宙飞船、人造卫星必不可少的原材料。
人类在征服宇宙的征途上,所取得的每一步进步,都有着单晶硅的身影。
航天器材大部分的零部件都要以单晶硅为基础。
离开单晶硅,卫星会没有能源,没有单晶硅,航天飞机和宇航员不会和地球取得联系,单晶硅作为人类科技进步的基石,为人类征服太空作出了不可磨灭的贡献。
单晶硅在太阳能电池中得到广泛的应用。
高纯的单晶硅是重要的半导体材料,在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天,利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能,实现了迈向绿色能源革命的开始。
单晶硅太阳能电池的特点:1.光电转换效率高,可靠性高; 2.先进的扩散技术,保证片内各处转换效率的均匀性; 3.运用先进的PECVD成膜技术,在电池表面镀上深蓝色的氮化硅减反射膜,颜色均匀美观;4.应用高品质的金属浆料制作背场和电极,确保良好的导电性。
单晶硅广阔的应用领域和良好的发展前景北京2008年奥运会将把"绿色奥运"做为重要展示面向全世界展现,单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。
现在,国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段,正在向实际应用阶段过渡,太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围,市场需求量不言而喻。
单晶硅的提炼:纯度不高的单质硅可用金属镁或铝还原二氧化硅制得,但这是无定形硅。
晶形硅则要在电弧炉内用碳还原二氧化硅制得,它可用来生产硅钢片。
用作半导体的超纯硅的制法则是先用纯度不高的硅与氯化氢和氯气的混合物作用,制取三氯氢硅,并用精馏法提纯。
然后在还原炉内用纯氢将三氯氢硅还原,硅就沉积在用超纯硅制成的细芯上,这样制得的超纯硅称为多晶硅,把它放在单晶炉内,就可拉制成单晶硅,可用作半导体材料,它的来源丰富,价格便宜,大部分半导体材料都用硅。
多晶硅多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质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晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。
例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。
在化学活性方面,两者的差异极小。
多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别,但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。
高纯的单晶硅是重要的半导体材料。
在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半导体;掺入微量的第V A族元素,形成n型和p型半导体结合在一起,可做成太阳能芯片,将辐射能转变为电能。
在开发能源方面是一种很有前途的材料。
多晶硅具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质。
晶态硅的熔点1410℃,沸点2355℃,密无定形硅是一种黑灰色的粉末。
多晶硅被喻为微电子产业和光伏产业的"基石",它是跨化工、冶金、机械、电子等多学科、多领域的高新技术产品,是半导体、大规模集成电路和太阳能电池产业的重要基础原材料,是硅产品产业链中极为重要的中间产品。
它的发展与应用水平,已经成为衡量一个国家综合国力、国防实力和现代化水平的重要标志。
据了解,目前国内生产多晶硅产品的厂家为数很少,远远无法满足国内微电子产业和太阳能电池产业的高速发展。
随着我国集成电路、硅片生产和太阳能电池产业的发展,多晶硅在国内国际市场需求巨大,价格不断攀升多晶硅性质:灰色金属光泽。
密度2.32~2.34。
熔点1410℃。
沸点2355℃。
溶于氢氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和盐酸。
硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。
加热至800℃以上即有延性,1300℃时显出明显变形。
常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。
高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。
具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。
电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。
由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下氯化,再经冷凝、精馏、还原而得。
多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质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晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。
例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。
在化学活性方面,两者的差异极小。
多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别,但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。
,供不应求,发展前景十分广阔。
正因为如此,很多人都说,谁掌握了多晶硅及微电子技术,谁就掌握了世界。
名称:单晶硅英文名:Monocrystalline silicon分子式:Si硅的单晶体。
具有基本完整的点阵结构的晶体。
不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。
纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。
用于制造半导体器件、太阳能电池等。
用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
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。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
单晶硅主要用于制作半导体元件。
用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。
单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。
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。
由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势,近三十年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。
单晶硅建设项目具有巨大的市场和广阔的发展空间。
在地壳中含量达25.8%的硅元素,为单晶硅的生产提供了取之不尽的源泉。
近年来,各种晶体材料,特别是以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展,成为当代信息技术产业的支柱,并使信息产业成为全球经济发展中增长最快的先导产业。
单晶硅作为一种极具潜能,亟待开发利用的高科技资源,正引起越来越多的关注和重视。
在太阳能利用上,单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。
虽然从目前来讲,要使太阳能发电具有较大的市场,被广大的消费者接受,就必须提高太阳电池的光电转换效率,降低生产成本。
从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。
从工业化发展来看,重心由单晶向多晶硅和薄膜方向发展,主要原因为:A.可供应太阳电池的头尾料愈来愈少;B.对太阳电池来讲,方形基片更合算,通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料;C.多晶硅的生产工艺不断取得进展,全自动浇铸炉每生产周期(50小时)可生产200公斤以上的硅锭,晶粒的尺寸达到厘米级;D.由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快,其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产,例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极,采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米,高度达到15微米以上,快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间,单片热工序时间可在一分钟之内完成,采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14%。
据报道,目前在50~60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16%。
利用机械刻槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17%,无机械刻槽在同样面积上效率达到16%,采用埋栅结构,机械刻槽在130平方厘米的多晶上电池效率达到15.8%。
(1)单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为17%左右,最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。
由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命最高可达25年。
(2)多晶硅太阳能电池多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约15%左右。
从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。
此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。
从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。
(3)非晶硅太阳能电池(薄膜式太阳电池)非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。
但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,目前国际先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。