为什么多晶硅氧含量比单晶硅低

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。多晶硅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。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。(1)单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为17%左右，最高的达到24％，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命最高可达25年。(2)多晶硅太阳能电池多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约15％左右。 从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。(3)非晶硅太阳能电池(薄膜式太阳电池)非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，目前国际先进水平为10％左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。

多晶硅和单晶硅区别：

多晶硅可以用作拉制单晶硅的原料，多晶硅和单晶硅之间的差异主要表现在物理性质上。例如，就机械性能，光学性能和热性能的各向异性而言，它比单晶硅更不明显就电性能而言，多晶硅晶体的导电性远低于单晶硅，甚至导电性也很差。

在化学活性方面，两者之间的差异非常小。多晶硅和单晶硅在外观上可以彼此区分，但真正的识别必须通过分析晶面取向，导电类型和电阻率来确定。单晶硅电池具有高电池转换效率和良好的稳定性，但成本高。 早在20年前，单晶硅电池就突破了20％以上光电转换效率的技术壁垒。

多晶硅用途：

1、多晶硅是生产单晶硅的直接原材料

这种使用用途就是用来生产单晶硅以及太阳能光伏电池。单晶硅也可用来制作太阳能产业的产品，但是出来的导电性往往没有多晶硅好。同时多晶硅生产的光伏材料，在市场上的占比也是高达百分之九十以上，主要的需求来源是来自于太阳能以及半导体电池。

2、多晶硅是单质的元素硅，是半导体行业中应用广泛的元素

由于多晶硅的化学性质十分的稳定，同时自身也没有一定的环境污染。还有半导体材料良好的特点。因此被广泛的使用在工业、农业、航天等多方面。在人工智能、自动控制等半导体的元器件中也少不了要使用到多晶硅，因此多晶硅还被称之为是“微电子大M的基石”。

1、原子结构排列和加工工艺不同

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，这主要是由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。

2、转换效率不同

单晶硅电池平均转换效率要比多晶硅高，大概在10%-20%左右。相对而言单晶硅价格比多晶硅也高。

3、外观不同

从外观上面看的话，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。

参考资料来源：百度百科-单晶硅

参考资料来源：百度百科-多晶硅

1、不同功能

单晶硅：单晶硅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。在开发能源方面是一种很有前途的材料。

多晶硅：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。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。

2、优缺点

单晶硅：单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池，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电池等采用太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽。

多晶硅：单晶硅太阳电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳电池生产总成本中己超二分之一，加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状，切片制作太阳电池也是圆片，组成太阳能组件平面利用率低。

扩展资料：

生产问题

1、产生污染

多晶硅是高污染的项目，中国多数多晶硅企业环保不完全达标。生产多晶硅的副产品——四氯化硅是高毒物质。用于倾倒或掩埋四氯化硅的土地将变成不毛之地，草和树都不会在这里生长。它具有潜在的极大危险，不仅有毒，还污染环境，回收成本巨大。

2、供需矛盾

2005年中国太阳能用单晶硅企业开工率在20%－30%，半导体用单晶硅企业开工率在80%－90%，无法实现满负荷生产，多晶硅技术和市场仍牢牢掌握在美、日、德国的少数几个生产厂商中，严重制约中国产业发展。

参考资料来源：百度百科-单晶硅

参考资料来源：百度百科-多晶硅

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。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。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。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。

一、制备方式不同：

单晶硅常见的制备方法是CZ直拉单晶法，需要将原硅料加热溶解，挥发掉杂质。籽晶渐渐接近硅液体表面，降温析晶，籽晶不断向上提拉，使液体硅长在籽晶下方，随籽晶析出液面，所以常见的单晶硅一般是棒状，又叫单晶棒。多晶硅常见的多晶硅制备方法是将原硅料溶解，挥发杂质，降温长晶，不需要籽晶，最终的形态呈长方体，又叫多晶硅锭。

二、物理性能不同：

在力学性能和电性能上，多晶硅均比单晶硅逊色。比如说光伏电池，单晶硅电池的转换效率要高于多晶硅。现在工业生产上，单晶硅电池的转换效率可以达到20%以上，而多晶硅在18%左右。

三、美观度不同：

单晶硅由于晶向完全一致，所以产品状态颜色一致，没有杂质、晶界等痕迹。而多晶硅由于有至少2种晶向，所以产品状态颜色呈现深浅不同的灰色，而且晶界痕迹比较明显。