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【行业】硅片-半导体材料·硅片投资宝典(46页)

硅片是以硅作为原材料,通过拉单晶制作成硅棒,然后切割而成的硅片。由于硅原子的最外层电子数是 4,原子序数适中,所以硅元素具有特殊的化学特性。正是因为硅的这种特性,硅片主要应用在化学,光伏,电子等领域。特别是在电子领域,正是利用硅材料介于导体与绝缘体中间的元素属性,制造了现代工业的“石油”-芯片。在光伏领域,利用光电效应原理,光子可以改变硅原子之间的共价键,从而衍生了太阳能发电的应用。另外地球的地壳中硅元素占比达到 25.8%,而且开采较为方便,可回收性强,所以价格比其他材料要低,这样的特点更加增强了硅的应用范围。 单晶硅的晶胞排序方式是有序,有规律的排序。但是多晶硅的晶胞排序是无序,无规律的。在制造方法方面,多晶硅是通过浇筑法形成的,直接把硅料倒入坩埚中融化,然后再冷却定性,这种制作方法形成的晶胞是无序的。单晶硅是通过拉单晶的方式形成晶棒(直拉法),将硅料倒入坩埚中融化,然后利用籽晶缓慢旋转上拉(拉单晶)。拉单晶的过程就是将原子结构重组的过程,最终形成单晶硅棒。在物理性质方面,两种硅的特性相差较大。在导电性质上,单晶硅由于晶胞排序规则有序,导电能力较强;多晶硅导电性很差,甚至有时不导电。在光电转换方面,单晶硅的转换效率高于多晶硅的转换效率,单晶硅光电转换效率一般在 17%~25%左右,多晶硅效率在 15%以下。 由于光伏硅片相对于半导体硅片在纯度和翘曲度等等方面要求较低,所以光伏硅片制造过程相对简单。以单晶硅电池片为例,第一步是切方磨圆,在晶片厂通过直拉法拉出单晶棒后,先按照晶片尺寸要求,将单晶硅棒切割成方棒,然后将方棒的四角通过滚磨机磨圆。第二步是酸洗,主要是为了将单晶方棒的表面杂质除去。第三步是切片,先将清洗完毕后的方棒与工板粘贴。然后将工板放在切片机上,按照已经设定好的工艺参数进行切割,切割完成后成为单晶硅片。最后将单晶硅片清洗干净(通常用超声波清洗),最后进行监测,比如表面光滑度,电阻率等等参数。