搜档网
当前位置:搜档网 › 单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别

单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别

单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别
单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别

单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别

要理解这几个概念,首先要理解晶体概念,以及晶粒概念。我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚!

自然界中物质的存在状态有三种:气态、液态、固态

固体又可分为两种存在形式:晶体和非晶体

晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体;晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。

晶体共同特点:

均匀性:晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。

各向异性:晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。

固定熔点:晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。

规则外形:理想环境中生长的晶体应为凸多边形。

对称性:晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。

对晶体的研究,固体物理学家从成健角度分为:离子晶体, 原子晶体, 分子晶体, 金属晶体。

显微学则从空间几何上来分,有七大晶系,十四种布拉菲点阵,230种空间群。

与晶体对应的,原子或分子无规则排列,无周期性无对称性的固体叫非晶,如玻璃,非晶碳。一般,无定型就是非晶英语叫amorphous,也有人叫glass(玻璃态)。

晶粒是另外一个概念,搞材料的人对这个最熟了。首先提出这个概念的是凝固理论。从液态转变为固态的过程首先要成核,然后生长,这个过程叫晶粒的成核长大。晶粒内分子、原子都是有规则地排列的,所以一个晶粒就是单晶。多个晶粒,每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。英文晶粒用Grain表示,注意与Particle是有区别的。

有了晶粒,那么晶粒大小(晶粒度),均匀程度,各个晶粒的取向关系都是很重要的组织(组织简单说就是指固体微观形貌特征)参数。对于大多数的金属材料,晶粒越细,材料性能(力学性能)越好,好比面团,颗粒粗的面团肯定不好成型,容易断裂。所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。

科学总是喜欢极端,看得越远的镜子叫望远镜;看得越细的镜子叫显微镜。晶粒度也是这样的,很小的晶粒度我们喜欢,很大的我们也喜欢。最初,显微镜倍数还不是很高的时候,能看到微米级的时候,觉得晶粒小的微米数量是非常小的了,而且这个时候材料的力学性能特别好。人们习惯把这种小尺度晶粒较微晶。然而科学总是发展的,有一天人们发现如果晶粒度在小呢,材料性能变得不可思议了,什么量子效应,隧道效应,超延展性等等很多小尺寸效应都出来了,这就是现在很热的,热得不得了的纳米,晶粒度在1nm-100nm之间的晶粒我们叫纳米晶。

再说说非晶,非晶是无规则排列,无周期无对称特征,原子排列无序,没有一定的晶格常数,描叙结构特点的只有径向分布函数,这是个统计的量。我们不知道具体确定的晶格常数,我们总可以知道面间距的统计分布情况吧。非晶有很多诱人的特性,所以也有一帮子人在成天做非晶,尤其是作大块的金属非晶。因为它的应力应变曲线很特别。前面说了,从液态到到固态有个成核长大的过程,我不让他成核呢,直接到固态,得到非晶,这需要很快的冷却速度。所以各路人马一方面在拼命提高冷却速度,一方面在不断寻找新的合金配方,因为不同的合金配方有不同的非晶形成能力,通常有Tg参数征,叫玻璃化温度。非晶没有晶粒,也就没有晶界一说。也有人说过非晶可以看成有晶界组成。那么另一方面,我让他成核,不让他长大呢,不就成了纳米晶。

人们都说,强扭的瓜不甜,既然都是抑制成核长大,那么从热力学上看,很多非晶,纳米晶应该不是稳态相。所以你作出非晶、纳米晶了,人们自然会问你热稳定性如何。

后来,卢柯是搞非晶的,读研究生的时候他还一直想把非晶的结构搞清楚。他想既然我把非晶做出来了,为什么我不可以把非晶直接晶化成纳米晶呢,纳米晶热啊,这也是一种方法,叫非晶晶化法。

既然晶界是一种缺陷,缺陷当然会影响材料性能,好坏先不管他,但是总不好控制。如果我把整个一个材料做成一个晶粒,也就是单晶,会是什么样子呢,人们发现单晶确实会有多晶非晶不同的性能,各向异性,谁都知道啊。当然还有其他的特性。所以很多人也在天天捣鼓着,弄些单晶来。

现在不得不说准晶。准晶体的发现,是20世纪80年代晶体学研究中的一次突破。这是我们做电镜的人的功劳。1984年底,D.Shechtman等人宣布,他们在急冷凝固的Al Mn合金中发现了具有五重旋转对称但并无无平移周期性的合金相,在晶体学及相关的学术界引起了很大的震动。不久,这种无平移同期性但有位置序的晶体就被称为准晶。

孪晶,英文叫twinning,孪晶其实是金属塑性变形里的一个重要概念。孪生与滑移是两种基本的形变机制。从微观上看,晶体原子排列沿某一特定面镜像对称。那个面叫栾晶面。很多教科书有介绍。一般面心立方结构的金属材料,滑移系多,已发生滑移,但是特定条件下也有孪生。加上面心立方结构层错能高,不容易出现孪晶,曾经一段能够在面心立方里发现孪晶也可以发很好的文章。前两年,马恩就因为在铝里面发现了孪晶,发了篇Science。卢柯去年也因为在纳米铜里做出了很多孪晶,既提高了铜的强度,又保持了铜良好导电性(通常这是一对矛盾),也发了个Science。

现在,从显微学上来看单晶,多晶,微晶,非晶,准晶,纳米晶,加上孪晶。单晶与多晶,一个晶粒就是单晶,多个晶粒就是多晶,没有晶粒就是非晶。单晶只有一套衍射斑点;多晶的话,取向不同会表现几套斑点,标定的时候,一套一套来,当然有可能有的斑点重合,通过多晶衍射的标定可以知道晶粒或者两相之间取向关系。如果晶粒太小,可能会出现多晶衍射环。非晶衍射是非晶衍射环,这个环均匀连续,与多晶衍射环有区别。

纳米晶,微晶是从晶粒度大小角度来说的,在大一点的晶粒,叫粗晶的。在从衍射上看,一般很难作纳米晶的单晶衍射,因为最小物镜光栏选区还是太大。

单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别

单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别 要理解这几个概念,首先要理解晶体概念,以及晶粒概念。我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚! 自然界中物质的存在状态有三种:气态、液态、固态 固体又可分为两种存在形式:晶体和非晶体 晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体;晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。 晶体共同特点: 均匀性:晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。 各向异性:晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。 固定熔点:晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。 规则外形:理想环境中生长的晶体应为凸多边形。 对称性:晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。 对晶体的研究,固体物理学家从成健角度分为:离子晶体, 原子晶体, 分子晶体, 金属晶体。 显微学则从空间几何上来分,有七大晶系,十四种布拉菲点阵,230种空间群。 与晶体对应的,原子或分子无规则排列,无周期性无对称性的固体叫非晶,如玻璃,非晶碳。一般,无定型就是非晶英语叫amorphous,也有人叫glass(玻璃态)。 晶粒是另外一个概念,搞材料的人对这个最熟了。首先提出这个概念的是凝固理论。从液态转变为固态的过程首先要成核,然后生长,这个过程叫晶粒的成核长大。晶粒内分子、原子都是有规则地排列的,所以一个晶粒就是单晶。多个晶粒,每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。英文晶粒用Grain表示,注意与Particle是有区别的。 有了晶粒,那么晶粒大小(晶粒度),均匀程度,各个晶粒的取向关系都是很重要的组织(组织简单说就是指固体微观形貌特征)参数。对于大多数的金属材料,晶粒越细,材料性能(力学性能)越好,好比面团,颗粒粗的面团肯定不好成型,容易断裂。所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。 科学总是喜欢极端,看得越远的镜子叫望远镜;看得越细的镜子叫显微镜。晶粒度也是这样的,很小的晶粒度我们喜欢,很大的我们也喜欢。最初,显微镜倍数还不是很高的时候,能看到微米级的时候,觉得晶粒小的微米数量是非常小的了,而且这个时候材料的力学性能特别好。人们习惯把这种小尺度晶粒较微晶。然而科学总是发展的,有一天人们发现如果晶粒度在小呢,材料性能变得不可思议了,什么量子效应,隧道效应,超延展性等等很多小尺寸效应都出来了,这就是现在很热的,热得不得了的纳米,晶粒度在1nm-100nm之间的晶粒我们叫纳米晶。 再说说非晶,非晶是无规则排列,无周期无对称特征,原子排列无序,没有一定的晶格常数,描叙结构特点的只有径向分布函数,这是个统计的量。我们不知道具体确定的晶格常数,我们总可以知道面间距的统计分布情况吧。非晶有很多诱人的特性,所以也有一帮子人在成天做非晶,尤其是作大块的金属非晶。因为它的应力应变曲线很特别。前面说了,从液态到到固态有个成核长大的过程,我不让他成核呢,直接到固态,得到非晶,这需要很快的冷却速度。所以各路人马一方面在拼命提高冷却速度,一方面在不断寻找新的合金配方,因为不同的合金配方有不同的非晶形成能力,通常有Tg参数征,叫玻璃化温度。非晶没有晶粒,也就没有晶界一说。也有人说过非晶可以看成有晶界组成。那么另一方面,我让他成核,不让他长大呢,不就成了纳米晶。

单晶硅与多晶硅的区别

单晶硅与多晶硅的区别 单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,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,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。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、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。 高纯度硅在石英中提取,以单晶硅为例,提炼要经过以下过程:石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。 冶金级硅的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%,但半导体工业用硅还必须进行高度提纯(电子级多晶硅纯度要求11个9,太阳能电池级只要求6个9)。而在提纯过程中,有一项“三氯氢硅还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握,由于没有这项技术,我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了,不仅提炼成本高,而且环境污染非常严重。我国每年都从石英石中提取大量的工业硅,以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国,而这些国家把工业硅加工成高纯度的晶体硅材料,以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能企业。 得到高纯度的多晶硅后,还要在单晶炉中熔炼成单晶硅,以后切片后供集成电路制造等用。 什么是单晶硅 可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造,其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域,在军事电子设备中也占有重要地位。 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。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。河北宁晋单晶硅工业园区正是响应这种国际趋势,为全世界提供性能优良、

单晶硅与多晶硅的应用和区别

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。 一、国际多晶硅产业概况 当前,晶体硅材料是最主要的光伏材料,其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。

直观辨别单晶硅与多晶硅

直观辨别单晶硅与多晶硅

请问专家:怎样用直观的方法鉴别单晶硅电池板的好与坏,用直观的方法区别单晶硅、多晶硅、非晶硅。谢谢! 电简单的方法就是看面积,同样功率面积最小的是单晶硅,面积最大的是非晶硅,非晶硅的硅片看上去很薄,因为单晶硅的转换效率是最高的,成本也是最高的。 单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,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,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。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、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料 我告诉你讲肉眼分辨的方法,多晶硅片比单晶硅片外表粗糙一点,没有单晶硅的光滑,单晶的相对来讲比

多晶的硅片容易碎, 单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,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,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。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、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。 多晶硅是制造单晶硅的原料。 单晶硅太阳能电池转化的效率更高些! 单晶硅与多晶硅的区别在于它们的原子结构排列单晶是有序排列多晶是无序排列主要是有它们的加工工艺决定的多晶多采用浇注法生产,就是直接把硅料倒入埚中融化定型而单晶是采取西门子法改良直拉,直拉过程就是一个原子结构重组的过程. 说点简单的: 1.单晶太阳能板里面的电池片四边都有缺角的;多晶的四角是完整的。从外观上,单晶板上可以看到规则的空白,多晶板上没有。 2.颜色:单晶板一般偏黑色,多晶一般是蓝色。 单晶硅电池与多晶硅电池的不同处在于多晶硅的表面有大面积的冰花状花纹,而

单晶和多晶区别

一,什么是多晶硅?来源:作者:时间:07-07-14 08:29:20 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。 一、国际多晶硅产业概况

当前,晶体硅材料(包括多晶硅和单晶硅)是最主要的光伏材料,其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中,形成技术封锁、市场垄断的状况。 多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。按纯度要求不同,分为电子级和太阳能级。其中,用于电子级多晶硅占55%左右,太阳能级多晶硅占45%,随着光伏产业的迅猛发展,太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展,预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。 1994年全世界太阳能电池的总产量只有69MW,而2004年就接近1200MW,在短短的10年里就增长了17倍。专家预测太阳能光伏产业在二十一世纪前半期将超过核电成为最重要的基础能源之一,世界各国太阳能电池产量和构成比例见表1。 据悉,美国能源部计划到2010年累计安装容量4600MW,日本计划2010年达到5000MW,欧盟计划达到6900MW,预计2010年世界累计安装量至少18000MW。 从上述的推测分析,至2010年太阳能电池用多晶硅至少在30000吨以上,表2给出了世界太阳能多晶硅工序的预测。据国外资料分析报道,世界多晶硅的产量2005年为28750吨,其中半导体级为20250吨,太阳能级为8500吨,半导体级需求量约为19000吨,略有过剩;太阳能级的需求量为 15000吨,供不应求,从2006年开始太阳能级和半导体级多晶硅需求的均有缺口,其中太阳能级产能缺口更大。 据日本稀有金属杂质2005年11月24日报道,世界半导体与太阳能多晶硅需求紧张,主要是由于以欧洲为中心的太阳能市场迅速扩大,预计2006年, 2007

单晶硅与多晶硅的区别、功能及优缺点

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。

光伏技术-单晶硅与多晶硅的区别

光伏技术:单晶硅与多晶硅的区别 单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,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,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。 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、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。 单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。 高纯度硅在石英中提取,以单晶硅为例,提炼要经过以下过程:石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。 冶金级硅的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%,但半导体工业用硅还必须进行高度提纯(电子级多晶硅纯度要求11个9,太阳能电池级只要求6个9)。而在提纯过程中,有一项三氯氢硅还原法(西门子法)的关键技术我国还没有掌握,由于没有这项技术,我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了,不仅提炼成本高,而且环境污染非常严重。我国每年都从石英石中提取大量的工业硅,以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国,而这些国家把工业硅加工成高纯度的晶体硅材料,以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能企业。 得到高纯度的多晶硅后,还要在单晶炉中熔炼成单晶硅,以后切片后供集成电路制造等用。什么是单晶硅 可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造,其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域,在军事电子设备中也占有重要地位。

单多晶组件对比分析

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/0c4957363.html, 单多晶组件对比分析 作者:李涛祥 来源:《中国科技纵横》2018年第03期 摘要:近年来,随着国家能源结构调整力度的不断加大,我国在光伏新能源项目建设速 度加快,装机容量迅速增加。在未来五年之内,是完成中国能源转型的关键时期,光伏如何快速达到平价上网,依赖各大光伏制造企业的不断努力和国家电力体制改革的不断深化。对于光伏制造企业,将完成产品成本下降、组件功率提升、质量保障提升、系统优化等各方面进步,使光伏度电成本大幅度下降。本文通过对单晶、多晶组件的对比,分析单晶、多晶在应用中的优势。 关键词:单晶硅;多晶硅;效率 中图分类号:TM914.4 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)03-0155-02 太阳能光伏发电的最核心器件是太阳电池,商用的太阳能电池主要包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉电池、铜铟硒电池等。单晶硅、多晶硅太阳电池由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点,被广泛应用于大型并网光伏电站项目。 1 单晶硅和多晶硅的区别 当熔融的单质硅凝固时,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,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。 单晶和多晶的生产制造工艺是不一样的,成分也有所不同,但是最后做成成品(太阳能电池板)使用效果是差不多的,08年之前两者的区别在于光电转换率不同,单晶一直比多晶转 换效率高,即使在实验室还是这种情况,另外单晶的材质要比多晶的好,在生产过程中不容易损坏,另外在外观上,单晶一般都是单色的(常规的是蓝色和黑色。国外基本都是蓝色多,国内的大多表面是蓝色,但在层压后颜色会变成黑色,)多晶颜色很杂,既有单色蓝色,也有彩色的。 1.1 单多晶硅片性能对比 单晶硅片与多晶硅片在晶体品质、电学性能、机械性能方面有显著差异。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。

单晶、多晶、非晶、准晶、微晶的区别

单晶、多晶、非晶、微晶、无定形、准晶的区别何在? 要理解这几个概念,首先要理解晶体概念,以及晶粒概念。我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚! 自然界中物质的存在状态有三种:气态、液态、固态 固体又可分为两种存在形式:晶体和非晶体 晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体;晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。 晶体共同特点: 均匀性:晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。 各向异性:晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。 固定熔点:晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。 规则外形:理想环境中生长的晶体应为凸多边形。 对称性:晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。 对晶体的研究,固体物理学家从成健角度分为 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 显微学则从空间几何上来分,有七大晶系,十四种布拉菲点阵,230种空间群,用拓扑学,群论知识去研究理解。可参考《晶体学中的对称群》一书(郭可信,王仁卉著)。 与晶体对应的,原子或分子无规则排列,无周期性无对称性的固体叫非晶,如玻璃,非晶碳。一般,无定型就是非晶英语叫amorphous,也有人叫glass(玻璃态). 晶粒是另外一个概念,搞材料的人对这个最熟了。首先提出这个概念的是凝固理论。从液态转变为固态的过程首先要成核,然后生长,这个过程叫晶粒的成核长大。晶粒内分子、原子都是有规则地排列的,所以一个晶粒就是单晶。多个晶粒,每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。英文晶粒用Grain表示,注意与Particle是有区别的。 有了晶粒,那么晶粒大小(晶粒度),均匀程度,各个晶粒的取向关系都是很重要的组织(组织简单说就是指固体微观形貌特征)参数。对于大多数的金属材料,晶粒越细,材料性能(力学性能)越好,好比面团,颗粒粗的面团肯定不好成型,容易断裂。所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。 科学总是喜欢极端,看得越远的镜子叫望远镜;看得越细的镜子叫显微镜。晶粒度也是这样的,很小的晶粒度我们喜欢,很大的我们也喜欢。最初,显微镜倍数还不是很高的时候,能看到微米级的时候,觉得晶粒小的微米数量是非常小的了,而且这个时候材料的力学性能特别好。人们习惯把这种小尺度晶粒较微晶。然而科学总是发展的,有一天人们发现如果晶粒度在小呢,材料性能变得不可思议了,什么量子效应,隧道效应,超延展性等等很多小尺寸效应都出来了,这就是现在很热的,热得不得了的纳米,晶粒度在1nm-100nm之间的晶粒我们叫纳米晶。 再说说非晶,非晶是无规则排列,无周期无对称特征,原子排列无序,没有一定的晶格常数,描叙结构特点的只有径向分布函数,这是个统计的量。我们不知道具体确定的晶格常数,我们总可以知道面间距的统计分布情况吧。非晶有很多诱人的特性,所以也有一帮子人在成天做非晶,尤其是作大块的金属非晶。因

单晶、多晶、非晶以及多晶硅非晶硅电池的区别

晶体,非晶体,单晶,多晶的区别 1.区别晶体非晶体? 答:日常所见到的固体分为非晶体和晶体两大类,非晶体物质的内部原子排列没有一定的规律,当断裂时断口也是随机的,如塑料和玻璃等,而称之为晶体的物质,外形呈现天然的有规则的多面体,具有明显的棱角与平面,其内部的原子是按照一定的规律整齐的排列起来,所以破裂时也按照一定的平面断开,如食盐、水晶等。 2.区别单晶体和多晶体? 答:有的晶体是由许许多多的小晶粒组成,若晶粒之间的排列没有规则,这种晶体称之为多晶体,如金属铜和铁。但也有晶体本身就是一个完整的大晶粒,这种晶体称之为单晶体,如水晶和晶刚石。 3.单晶硅与多晶硅光伏电池的比较? 答:单晶硅电池具有电池转换效率高,稳定性好,但是成本较高。多晶硅电池成本低,转换效率略低于直拉单晶硅太阳能电池,材料中的各种缺陷,如晶界、位错、微缺陷,和材料中的杂质碳和氧,以及工艺过程中玷污的过渡族金属 单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池的区别 太阳能电池最早问世的是单晶硅太阳能电池。硅是地球上极丰富的一种元素,几乎遍地都有硅的存在,可说是取之不尽,用硅来制造太阳能电池,原料可谓不缺。但是提炼它却不容易,所以人们在生产单晶硅太阳能电池的同时,又研究了多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池,至今商业规模生产的太阳能电池,还没有跳出硅的系列。其实可供制造太阳能电池的半导体材料很多,随着材料工业的发展、太阳能电池的品种将越来越多。目前已进行研究和试制的太阳能电池,除硅系列外,还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳能电池,举不胜举,以下介绍几种较常见的太阳能电池。 单晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池,它的构成和生产工艺已定型,产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料,纯度要求99.999%。为了降低生产成本,现在地面应用的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。将单晶硅棒切成片,一般片厚约0.3毫米。硅片经过成形、抛磨、清洗等工序,制成待加工的原料硅片。加工太阳能电池片,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PN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,单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。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,最后用框架和封装材料进行封装。用户根据系统设计,可将太阳能电池组件组成各种大小不同的太阳能电池方阵,亦称太阳能电池阵列。目前单晶

单晶、多晶的可靠性与经济性比较分析

单晶、多晶的可靠性与经济性比较分析https://www.sodocs.net/doc/0c4957363.html,/technical_papers/Photovoltaic_module _selection_a_comparison_of_the_reliability_and_economy 单多晶硅片性能对比 单晶硅片与多晶硅片在晶体品质、电学性能、机械性能方面有显著差异。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。 晶体品质差异 图2 单晶硅片与多晶硅片外观图示 图2展示了单晶和多晶硅片的差异。硅片性质的差异性是决定单晶和多晶系统性能差异的关键。左图是单晶硅片,是一种完整的晶格排列;右图是多晶硅片,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。另一方面,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。 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,在电池制造环节,单晶电池的碎片率也是小于1%的,通常情况下是0.8%左右。单晶硅片可以稳定应用金刚线切割工艺,显著降低切片成本,并提高电池转换效率。对多晶而言,晶体结构的缺陷导致在电池环节的碎片率一般大于2%,并且硅片切割工艺的改进难度很大,因为它没法用金刚线切割,只能用传统的砂线来切,成本上基本没有多大的下降空间。 电学性能差异 图3 单晶与多晶少子寿命分布比较 图3是单多晶的少子寿命对比。蓝色代表少子寿命较高的区域,红色代表少子寿命较低的区域。很明显,单晶的少子寿命是明显高于多晶的。 机械性能差异

太阳能板单晶多晶区别

太阳能板单晶多晶区别 太阳能电池是基于半导体的光伏效应将太阳辐射直接转换为电能的半导体 器件。现在商品化的太阳能电池主要有以下几种类型:单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池,目前还有碲华镉电池、铜铟硒电池、纳米氧化钛敏化电池、多晶硅薄膜太阳能电池及有机太阳能电池等。晶体硅(单晶、多晶)太阳能电池需要高纯度的硅原料,一般要求纯度至少是 99.99998%,也就是一千万个硅原子中最多允许 2 个杂质原子存在。硅材料是用二氧化硅(SiO2,也就是我们所熟悉的沙子)作为原料,将其熔化并除去杂质就可制取粗级硅。从二氧化硅到太阳能电池片,涉及多个生产工艺和过程,一般大致分为:二氧化硅—>冶金级硅—>高纯三氯氢硅—>高纯度多晶硅—>单晶硅棒或多晶硅锭—>硅片—>太阳能电池片。 单晶硅太阳能电池片主要是使用单晶硅来制造,与其他种类的太阳能电池片相比,单晶硅电池片的转换效率最高。在初期,单晶硅太阳能电池片占领绝大部份市场份额,在 1998 年后才退居多晶硅之后,市场份额占据第二。由于近几年多晶硅原料紧缺,在 2004 年之后,单晶硅的市场份额又略有上升,现在市面上看到的电池有单晶硅居多。单晶硅太阳能电池片的硅结晶体非常完美,其光学、电性能及力学性能都非常的均匀一致,电池的颜色多为黑色或深色,特别适合切割成小片制作成小型的消费产品。单晶硅电池片在实验室实现的转换效率为24.7%.普通商品化的转换效率为 10%-18%。单晶硅太阳能电池片因为制作工艺问题,一般其半成硅锭为圆柱进,然后经过切片->清洗->扩散制结->去除背极->制作电极->腐蚀周边->蒸镀减反射膜等工蕊制成成品。一般单晶硅太阳能电池四个角为圆角。单晶硅太阳能电池片的厚度一般为 200uM-350uM 厚,现在的生产趋势是向超薄及高效方向发展,德国太阳能电池片厂家已经证实 40uM 厚的单晶硅可达到 20%的转换效率。 在制作多晶硅太阳能电池时,作为原料的高纯硅不是再提纯成单晶,而是熔化浇铸成正方形的硅锭,然后再加工单晶硅一样切成薄片和进行类似的加工。多晶硅从其表面很容易进行辨认,硅片是由大量不同大小的结晶区域组成(表面有晶体结晶状),其发电机制与单晶相同,但由于硅片由多个不同大小、不同

单晶硅和多晶硅的区别

单晶硅和多晶硅的区别 一概述 当熔融的单质硅凝固时,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,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。 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、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。 单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。 二生产工艺 多晶硅的生产工艺主要由高纯石英(经高温焦碳还原)→工业硅(酸洗)→硅粉(加HCL)→SiHCL3(经过粗馏精馏)→高纯SiHCL3(和H2反应CVD工艺)→高纯多晶硅。 单晶硅生产工艺主要有两种,一种是直拉法,一种是区熔法。工艺的介绍也可以在网上找得到。 三单晶硅 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。 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。 单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度

如何评估单晶与多晶的好坏

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×FF 2、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;

单晶多晶非晶微晶无定形准晶的区别要理解这几个概念首先要理解...

单晶多晶非晶微晶无定形准晶的区别 要理解这几个概念,首先要理解晶体概念,以及晶粒概念。我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚! 自然界中物质的存在状态有三种:气态、液态、固态 固体又可分为两种存在形式:晶体和非晶体 晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体;晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。 晶体共同特点: 均匀性:晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。 各向异性:晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。 固定熔点:晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。 规则外形:理想环境中生长的晶体应为凸多边形。 对称性:晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。 对晶体的研究,固体物理学家从成健角度分为 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 显微学则从空间几何上来分,有七大晶系,十四种布拉菲点阵,230种空间群,用拓扑学,群论知识去研究理解。可参考《晶体学中的对称群》一书(郭可信,王仁卉著)。 与晶体对应的,原子或分子无规则排列,无周期性无对称性的固体叫非晶,如玻璃,非晶碳。一般,无定型就是非晶英语叫amorphous,也有人叫glass(玻璃态). 晶粒是另外一个概念,搞材料的人对这个最熟了。首先提出这个概念的是凝固理论。从液态转变为固态的过程首先要成核,然后生长,这个过程叫晶粒的成核长大。晶粒内分子、原子都是有规则地排列的,所以一个晶粒就是单晶。多个晶粒,每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。英文晶粒用Grain表示,注意与Particle是有区别的。 有了晶粒,那么晶粒大小(晶粒度),均匀程度,各个晶粒的取向关系都是很重要的组织(组织简单说就是指固体微观形貌特征)参数。对于大多数的金属材料,晶粒越细,材料性能(力学性能)越好,好比面团,颗粒粗的面团肯定不好成型,容易断裂。所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。 科学总是喜欢极端,看得越远的镜子叫望远镜;看得越细的镜子叫显微镜。晶粒度也是这样的,很小的晶粒度我们喜欢,很大的我们也喜欢。最初,显微镜倍数还不是很高的时候,能看到微米级的时候,觉得晶粒小的微米数量是非常小的了,而且这个时候材料的力学性能特别好。人们习惯把这种小尺度晶粒较微晶。然而科学总是发展的,有一天人们发现如果晶粒度在小呢,材料性能变得不可思议了,什么量子效应,隧道效应,超延展性等等很多小尺寸效应都出来了,这就是现在很热的,热得不得了的纳米,晶粒度在1nm-100nm之间的晶粒我们叫纳米晶。 再说说非晶,非晶是无规则排列,无周期无对称特征,原子排列无序,没有一定的晶格常数,描叙结构特点的只有径向分布函数,这是个统计的量。我们不知道具体确定的晶格常数,我们总可以知道面间距的统计分布情况吧。非晶有很多诱人的特性,所以也有一帮子人在成天做非晶,尤其是作大块的金属非晶。因为它的应力应变曲线很特别。前面说了,从液态到到固态有个成核长大的过程,我不让他成核呢,直接到固态,得到非晶,这需要很快的冷却速度。所以各路人马一方面在拼命提高冷却速度,一方面在不断寻找新的合金配方,因为不同的合金配方有不同的非晶形成能力,通常有Tg参数表征,叫玻璃化温度。非晶没有晶粒,也就没有晶界一说。也有人曾跟我说过非晶可以看成有晶界组成。那么另一方面,我让他成核,不让他长大呢,不就成了纳米晶。 人们都说,强扭的瓜不甜,既然都是抑制成核长大,那么从热力学上看,很多非晶,纳米晶应该不是稳态相。所以你作出非晶、纳米晶了,人们自然会问你热稳定性如何。 后来,又有一个牛人叫卢柯,本来他是搞非晶的,读研究生的时候他还一直想把非晶的结构搞清楚呢(牛人就是牛人,选题这么牛,非晶的结构现在人们还不是很清楚)。他想既然我

单晶 多晶 非晶硅的区别

单晶多晶非晶硅的区别 单晶多晶非晶硅的区别 太阳能电池的种类有如下几种:(一)、硅系太阳能电池1、单晶硅太阳能电池硅系列太阳能电池中,单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟,在电池制作中,一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术,开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。在此方面,德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化,制成倒金字塔结构。并在表面把一13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合.通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率:通过以上制得的电池转化效率超过23%,是大值可达23.3%。Kyocera公司制备的大面积(225cm2)单晶硅太阳能电池转换效率为19.44%,国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发,研制的平面高效单晶硅电池 (2cmX2cm)转换效率达到19.79%,刻槽埋栅电极晶体硅电池(5cmX5cm)转换效率达8.6%。单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的,在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响,致使单晶硅成本价格居高不下,要想大幅度降低其成本是非常困难的。为了节省高质量材料,寻找单晶硅电池的替代产品,现在发展了薄膜太阳能电池,其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。2、多晶硅薄膜太阳能电池通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350~450μm的高质量硅片上制成的,这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多。为了节省材料,人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜,但由于生长的硅膜晶粒大小,未能

光伏板用单晶和多晶的区别是什么

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0.3-0.8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。

光伏组件选型:单晶、多晶的可靠性与经济性比较分析

光伏组件选型:单晶、多晶的可靠性与经济性比较分析

光伏组件选型:单晶、多晶的可靠性与经济性比较分析 本文摘要:单晶硅片与多晶硅片在晶体品质、电学性能、机械性能方面有显著差异。下面的图1是晶体硅光伏产业链的完整图示,从硅料到硅棒、硅片、电池、组件再到系统。如图中红色边框标示,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。 单多晶硅片性能对比 单晶硅片与多晶硅片在晶体品质、电学性能、机械性能方面有显著差异。下面的图1是晶体硅光伏产业链的完整图示,从硅料到硅棒、硅片、电池、组件再到系统。如图中红色边框标示,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。 图1晶体硅光伏产业链图示 晶体品质差异 图2展示了单晶和多晶硅片的差异。硅片性质的差异性是决定单晶和多晶系统性能差异的关键。左图是单晶硅片,是一种完整的晶格排列;右图是多晶硅片,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。另一方面,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。

图2单晶硅片与多晶硅片外观图示 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,在电池制造环节,单晶电池的碎片率也是小于1%的,通常情况下是0.8%左右。单晶硅片可以稳定应用金刚线切割工艺,显著降低切片成本,并提高电池转换效率。对多晶而言,晶体结构的缺陷导致在电池环节的碎片率一般大于2%,并且硅片切割工艺的改进难度很大,因为它没法用金刚线切割,只能用传统的砂线来切,成本上基本没有多大的下降空间。 电学性能差异 图3是单多晶的少子寿命对比。蓝色代表少子寿命较高的区域,红色代表少子寿命较低的区域。很明显,单晶的少子寿命是明显高于多晶的。 图3单晶与多晶少子寿命分布比较

相关主题