單晶矽和多晶矽的區別

　　當熔融的單質矽凝固時，矽原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則形成單晶矽。如果這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則形成多晶矽。兩者的具體區別是什麼呢?下面就跟著小編一起來看看吧。

　　太陽能單晶矽與多晶矽的區別

　　單晶矽

　　單晶矽可算得上是世界上最純淨的物質了，一般的半導體器件要求矽的純度六個9以上。　　矽有晶態和無定形兩種同素異形體。晶態矽又分為單晶矽和多晶矽，它們均具有金剛石晶格，晶體硬而脆，具有金屬光澤，能導電，但導電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導體性質。

　　大規模積體電路的要求更高，矽的純度必須達到九個9。目前，人們已經能製造出純度為十二個9 的單晶矽。單晶矽是電子計算機、自動控制系統等現代科學技術中不可缺少的基本材料。電視、電腦、冰箱、電話、手錶、汽車，處處都離不開單晶矽材料，單晶矽作為科技應用普及材料之一，已經滲透到人們生活中的各個角落。

　　單晶矽在火星上是火星探測器中太陽能轉換器的製成材料。火星探測器在火星上的能量全部來自太陽光，探測器白天休息---利用太陽能電池板把光能轉化為電能儲存起來，晚上則進行科學研究活動。也就是說，只要有了單晶矽，在太陽光照到的地方，就有了能量來源。

　　單晶矽在太空中是太空梭、宇宙飛船、人造衛星必不可少的原材料。人類在征服宇宙的征途上，所取得的每一步進步，都有著單晶矽的身影。航天器材大部分的零部件都要以單晶矽為基礎。離開單晶矽，衛星會沒有能源，沒有單晶矽，太空梭和宇航員不會和地球取得聯絡，單晶矽作為人類科技進步的基石，為人類征服太空作出了不可磨滅的貢獻。

　　單晶矽在太陽能電池中得到廣泛的應用。高純的單晶矽是重要的半導體材料，在光伏技術和微小型半導體逆變器技術飛速發展的今天，利用矽單晶所生產的太陽能電池可以直接把太陽能轉化為光能，實現了邁向綠色能源革命的開始。單晶矽太陽能電池的特點：1.光電轉換效率高，可靠性高; 2.先進的擴散技術，保證片內各處轉換效率的均勻性; 3.運用先進的PECVD成膜技術，在電池表面鍍上深藍色的氮化矽減反射膜，顏色均勻美觀; 4.應用高品質的金屬漿料製作背場和電極，確保良好的導電性。

　　單晶矽廣闊的應用領域和良好的發展前景北京2008年奧運會將把“綠色奧運”做為重要展示面向全世界展現，單晶矽的利用在其中將是非常重要的一環。現在，國外的太陽能光伏電站已經到了理論成熟階段，正在向實際應用階段過渡，太陽能矽單晶的利用將是普及到全世界範圍，市場需求量不言而喻。

　　冶金級矽的提煉並不難。它的製備主要是在電弧爐中用碳還原石英砂而成。這樣被還原出來的矽的純度約98-99%，但半導體工業用矽還必須進行高度提純***電子級多晶矽純度要求11個9，太陽能電池級只要求6個9***。而在提純過程中，有一項“三氯氫矽還原法***西門子法***”的關鍵技術我國還沒有掌握，由於沒有這項技術，我國在提煉過程中70%以上的多晶矽都通過氯氣排放了，不僅提煉成本高，而且環境汙染非常嚴重。我國每年都從石英石中提取大量的工業矽，以1美元/公斤的價格出口到德國、美國和日本等國，而這些國家把工業矽加工成高純度的晶體矽材料，以46-80美元/公斤的價格賣給我國的太陽能企業。

　　得到高純度的多晶矽後，還要在單晶爐中熔鍊成單晶矽，以後切片後供積體電路製造等用。

　　多晶矽

　　多晶矽是單質矽的一種形態。熔融的單質矽在過冷條件下凝固時，矽原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結合起來，就結晶成多晶矽。多晶矽可作拉制單晶矽的原料，多晶矽與單晶矽的差異主要表現在物理性質方面。例如，在力學性質、光學性質和熱學性質的各向異性方面，遠不如單晶矽明顯;在電學性質方面，多晶矽晶體的導電性也遠不如單晶矽顯著，甚至於幾乎沒有導電性。在化學活性方面，兩者的差異極小。多晶矽和單晶矽可從外觀上加以區別，但真正的鑑別須通過分析測定晶體的晶面方向、導電型別和電阻率等。

　　高純的單晶矽是重要的半導體材料。在單晶矽中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型矽半導體;摻入微量的第VA族元素，形成n型和p型半導體結合在一起，可做成太陽能晶片，將輻射能轉變為電能。在開發能源方面是一種很有前途的材料。多晶矽具有金剛石晶格，晶體硬而脆，具有金屬光澤，能導電，但導電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導體性質。晶態矽的熔點1410℃，沸點2355℃，密無定形矽是一種黑灰色的粉末。

　　多晶矽被喻為微電子產業和光伏產業的“基石”，它是跨化工、冶金、機械、電子等多學科、多領域的高新技術產品，是半導體、大規模積體電路和太陽能電池產業的重要基礎原材料，是矽產品產業鏈中極為重要的中間產品。它的發展與應用水平，已經成為衡量一個國家綜合國力、國防實力和現代化水平的重要標誌。據瞭解，目前國內生產多晶矽產品的廠家為數很少，遠遠無法滿足國內微電子產業和太陽能電池產業的高速發展。隨著我國積體電路、矽片生產和太陽能電池產業的發展，多晶矽在國內國際市場需求巨大，價格不斷攀升多晶矽。

　　性質：灰色金屬光澤。密度2.32~2.34。熔點1410℃。沸點2355℃。溶於氫氟酸和硝酸的混酸中，不溶於水、硝酸和鹽酸。硬度介於鍺和石英之間，室溫下質脆，切割時易碎裂。加熱至800℃以上即有延性，1300℃時顯出明顯變形。常溫下不活潑，高溫下與氧、氮、硫等反應。高溫熔融狀態下，具有較大的化學活潑性，能與幾乎任何材料作用。具有半導體性質，是極為重要的優良半導體材料，但微量的雜質即可大大影響其導電性。電子工業中廣泛用於製造半導體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄影機、電子計算機等的基礎材料。由乾燥矽粉與乾燥氯化氫氣體在一定條件下氯化，再經冷凝、精餾、還原而得。

　　多晶矽與單晶矽的差異

　　多晶矽是單質矽的一種形態。熔融的單質矽在過冷條件下凝固時，矽原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向分歧的晶粒，則這些晶粒連繫起來，就結晶成多晶矽。多晶矽可作拉制單晶矽的原料，多晶矽與單晶矽的差異主要浮現在物理性質方面。例如，在力學性質、光學性質和熱學性質的各向異性方面，遠不如單晶矽較著;在電學性質方面，多晶矽晶體的導電性也遠不如單晶矽顯著，甚至於幾近沒有導電性。在化學活性方面，兩者的差異極小。多晶矽和單晶矽可從外觀上加以區分，但真實的判別須經由過程分析測定晶體的晶面標的目的、導電型別和電阻率等。

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