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多晶硅基本知识

发布时间：2025-08-18 | 来源：互联网转载和整理

多晶硅基本知识

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，这些晶面取向不同的晶粒结合起来，就形成了多晶硅。多晶硅主要由工业硅、氯气和氢气制备而来，多晶硅的生产技术主要为改良西门子法和硅烷法。西门子法通过气相沉积的方式生产柱状多晶硅，为了提高原料利用率和环境友好，在前者的基础上采用了闭环式生产工艺即改良西门子法。该工艺将工业硅粉与HCL反应，加工成SiHCl3，再让SiHCl3在H2气氛的还原炉中还原沉积得到多晶硅。还原炉排出的尾气H2、SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2 和HCl经过分离后再循环利用。硅烷法是将硅烷通入以多晶硅晶种作为流化颗粒的流化床中，使硅烷裂解并在晶种上沉积，从而得到颗粒状多晶硅。

多晶硅的上游原材料主要为工业硅。多晶硅的直接下游环节是硅片，由多晶硅原料通过直拉法、区熔法生长的棒状硅单晶体称为硅棒，晶体形态为单晶。由多晶硅原料通过真空感应熔炼或定向凝固工艺生长成的锭状多晶硅体称为硅锭，晶体形态为多晶。由单晶硅棒或多晶硅锭切割形成的方片或八角形片称为硅片。将单晶硅棒切成片，一般片厚约0.3毫米。硅片经过抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片，然后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，这样就硅片上形成P>N结。再采用丝网印刷法，将精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止大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。最终制成单晶硅太阳能电池的单体片。单体片经过抽查检验，即可按所需要的规格组装成太阳能电池组件（太阳能电池板），用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。最后用框架和材料进行封装。