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
我们的生活中处处可见"硅"的身影和作用,晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化快的。
单晶硅,英文,Monocrystallinesilicon。是硅的单晶体。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。
用途:单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,且随着温度升高而增加,具有半导体性质。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型半导体,掺入微量的第VA族元素,形成N型,N型和P型半导体结合在一起,就可做成太阳能电池,将辐射能转变为电能。
单晶硅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。在开发能源方面是一种很有前途的材料。
单晶硅按晶体生长方法的不同,分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材,外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。
单晶硅圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸(300毫米)及18英寸(450毫米)等。直径越大的圆片,所能刻制的集成电路越多,芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体伸长方法的不同,分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。直拉法、区熔法伸长单晶硅棒材,外延法伸长单晶硅薄膜。直拉法伸长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。晶体直径可控制在Φ3~8英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域,广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。晶体直径可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于集成电路领域。
由于成本和性能的原因,直拉法(CZ)单晶硅材料应用广。在IC工业中所用的材料主要是CZ抛光片和外延片。存储器电路通常使用CZ抛光片,因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片,因其在IC制造中有更好的适用性并具有消除Latch-up的能力。
硅片直径越大,技术要求越高,越有市场前景,价值也就越高。
太阳能电池板的平均寿命约为20至30年。随着光伏产业的快速发展,建立了大量的太阳能生产企业,大量生产太阳能组件。25年后,太阳能组件已经逐渐完成了它的生命历程,并已走向衰落。据统计。到2050年,太阳能电池板的废料将高达数千万吨!
废弃的太阳能电池板必须回收利用,对环境负责。
它可以回收95%的晶体硅光伏板材料。以前,老化或损坏的太阳能板通常被送到玻璃回收设施,那里只有玻璃和铝框架被回收。剩下的被送进水泥炉焚烧。此外,玻璃回收厂只能回收太阳能电池板上的特殊玻璃,与其他普通玻璃混合,造成浪费。
光伏板也有寿命。含有重金属和有机物的废弃光伏板将被转化为电子垃圾。如果处理不当,会给环境带来巨大的污染,这与发展清洁能源的初衷背道而驰。
幸运的是,光伏组件中的大部分材料都是可回收的,除了玻璃、铝等可回收材料外,还包括银、镓、铟等稀有金属。