單晶硅硅片是怎么制作的？

硅在自然界中含量很高，說(shuō)爛大街也不為過(guò)，在地殼中的含量高達(dá)26.3％，僅次于氧，而硅和氧在一起就組成了自然界中隨處可見(jiàn)的沙子，也就是高中化學(xué)中常說(shuō)的二氧化硅，所以在制造硅片的第一步就是要把二氧化硅還原成硅錠，然后通過(guò)提純直拉取出一根很長(zhǎng)的硅棒，最后對(duì)這根硅棒進(jìn)行切割、研磨和拋光，切出一張張光盤(pán)一樣的硅片。

 

當(dāng)然，在制造硅片時(shí)用的沙子并不是我們常見(jiàn)的建筑所用的沙子，而是硅含量更高的硅石，其主要成分和沙子一樣是二氧化硅，但是要比沙子中的硅含量更純粹一些，硅片的誕生一共要經(jīng)歷三重熔煉提拉，分別為硅石到硅錠，硅錠到硅棒，而硅棒這一環(huán)節(jié)又分為多晶硅和單晶硅兩步。

 

上一期我們講了多晶硅的制造，而單晶硅的制造就是在多晶硅的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的，考慮到單晶硅其晶格均勻連續(xù)，電學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，硅在太陽(yáng)能電池片的應(yīng)用中采用的最多的就是單晶硅，具體步驟就是在石英材質(zhì)的坩堝中加熱融化高純度多晶硅硅棒，原理就是石英的熔點(diǎn)大概在1700℃，而硅的熔點(diǎn)約為1400℃，只要將溫度控制在比石英熔點(diǎn)低比硅熔點(diǎn)高，就能夠提煉硅，然后將一小條單晶硅晶種浸入硅溶液中，再緩慢地向上旋轉(zhuǎn)提拉，被拉出的硅溶液會(huì)因?yàn)闇囟认陆抵饾u凝固成固態(tài)硅，固態(tài)硅的粗細(xì)和質(zhì)量取決于工作溫度、旋轉(zhuǎn)速度和提拉速度，這種方法被稱(chēng)為柴可拉斯基法，又被稱(chēng)之為直拉法或提拉法。

 

除此之外，還有浮帶法，又叫區(qū)域熔煉法，就是在多晶硅硅棒上套上一個(gè)環(huán)形加熱器，原理就是將硅棒分段熔融在凝固，利用固相和液相的雜質(zhì)差進(jìn)行單晶硅的精煉和純化。