不同晶向的硅在哪方面有哪些差异

    硅以很多的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。假如说碳是组成生物界的首要元素，那么，硅就是构成地球上矿物界的首要元素。

    硅在地壳中的丰度为27.7%，在所有的元素中居第二位，地壳中含量最多的元素氧和硅结合构成的二氧化硅SiO2，占地壳总质量的87%。

    咱们脚下的泥土、石头和沙子，咱们运用的砖、瓦、水泥、玻璃和陶瓷等等，这些咱们在日常日子中常常遇到的物质，都是硅的化合物。硅，真是遍及世界，俯拾即是的元素。

    单晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝结时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，假如这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则构成单晶硅。假如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则构成多晶硅。

    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，且随温度升高而添加，具有半导体性质。晶态硅的熔点141C,沸点2355C,密无定形硅是一种黑灰色的粉末。

    硅的化学性质

    硅在常温下不生动，其首要的化学性质如下：

    (1)与非金属效果

    常温下Si只能与F2反响，在F2中瞬间焚烧，生成SiF4.

    Si+F2

    ===

    Si+F4

    加热时，能与其它卤素反响生成卤化硅，与氧反响生成SiO2:

    Si+2F2

    SiF4

    (X=Cl,Br,I)

    Si+O2

    SiO2

    (SiO2的微观结构)

    在高温下，硅与碳、氮、硫等非金属单质化合，别离生成碳化硅SiC、氮化硅Si3N4和硫化硅SiS2等.

    Si+C

    带羟基高分子量的丙烯酸树脂 SiC

    3Si+2N2

    Si3N4

    Si+2S

    SiS2

    (2)与酸效果

    Si在含氧酸中被钝化，但与氢氟酸及其带羟基高分子量的丙烯酸树脂混合酸反响，生成SiF4或H2SiF6:

    Si+4HF

    SiF4↑+2H2↑

    3Si+4HNO3+18HF

    ===

    3H2SiF6+4NO↑+8H2O

    (3)与碱效果

    无定形硅能与碱强烈反响生成可溶性硅酸盐，并放出氢气：

    Si+2NaOH+H2O

    ===

    Na2SiO3+2H2↑

    (4)与金属效果

    硅还能与钙、镁、铜、铁、铂、铋等化合，生成相应的金属硅化物。

    硅的用处

    ①高纯的单晶硅是重要的半导体资料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，构成p型硅半导体;掺入微量的第VA族元素，构成n型和p型半导体结合在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。在开发动力方面是一种很有出路的资料。

    ②金属陶瓷、世界飞行的重要资料。将陶瓷和金属混合烧结，制成金属陶瓷复合资料，它耐高温，富耐性，能够切开，既承继了金属和陶瓷的各自的长处，又弥补了两者的先天缺点。

    可运用于军事兵器的制作

    榜首架航天飞机“哥伦比亚号”能抵御住高速穿行稠密大气时磨擦发生的高温，全赖它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。

    ③光导纤维通讯，最新的现代通讯手法。用纯二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纤维，激光在玻璃纤维的通路里，无数次的全反射向前传输，替代了粗笨的电缆。光纤通讯容量高，一根头发丝那么细的玻璃纤维，能够一起传输256路电话，它还不受电、磁搅扰，不怕偷听，具有高度的保密性。光纤通讯将会使

    21世纪人类的日子发生革命性剧变。

    聚氧硅资料的运用1

    ④功能优异的硅有机化合物。例如有机硅塑料是极好的防水涂布资料。在地下铁道四壁喷涂有机硅，能够一了百了地处理渗水问题。在古带羟基高分子量的丙烯酸树脂文物、雕塑的外表，涂一层薄薄的有机硅塑料，能够避免青苔繁殖，抵御风吹雨淋和风化。天安门广场上的人民英雄纪念碑，就是经过有机硅塑料处理外表的，因而永久皎白、新鲜。

    硅橡胶具有杰出的绝缘改组，长时间不龟裂、不老化，没有毒性，还能够作为医用高分子资料。

    硅油，是一种很好的润滑剂，因为它的粘度受温度改变的影响小，流动性好，蒸气压低，在高温或冰冷的环境中都能运用。硅元素进入有机世界，将它优异的无机性质揉进有机物里，使有机硅化合物独具匠心，拓荒了新的范畴。

    晶体硅光电池

    晶体硅光电池有单晶硅与多晶硅两大类，用P型(或n型)硅衬底，经过磷(或硼)分散构成Pn结成制作，生产技能老练，是光伏商场上的主导产品。选用埋层电极、外表钝化、强化陷光、密栅工艺、优化背电极及触摸电极等技能，进步资猜中的载流子搜集功率，优化抗反肘膜、凹凸外表、高反射背电极等办法，光电转化功率有较大进步。单晶硅光电池面积有限，现在比较大的为

    ∮1至

    2cm的圆片，年产能力46MW/a。现在首要课题是持续扩展工业规划，开发带状硅光电池技能，进步资料利用率。世界公认最高功率在AM1.5条件下为24%，空间用高质量的功率在AMO条件约为13.5—18%地上用很多生产的在AM1条件下多在11—18%之间。以定向凝结法成长的铸造多晶硅锭替代#晶硅，可降低本钱，但功率较低。优化正背电极的银浆和铝浆丝网印刷，磨图抛工艺，想方设法进一步降本钱，进步功率，大晶粒多晶硅光电池的转化功率最高达18.6%。

    非晶硅光电池

    a-Si(非晶硅)光电池一般选用高频辉光放电办法使硅烷气体分化堆积而成。因为外解堆积温度低，可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上堆积约1μm厚的薄膜，易于大面积化(5rn×l.m)，本钱较低，多选用p

    in结构。为进步功率和改进安稳性，有时还制成三层P

    in等多层叠层式结构，或是刺进一些过渡层。其商品化产值接连增加，年产带羟基高分子量的丙烯酸树脂能力45MW/a，1MW生产线已投入生产，全球商场用量每月在1千万片左右，居薄膜电池首位。开展集成型a-Si光电池组件，激光切开的运用有用面积达9%以上，小面积转化功率进步到

    14.6%，大面积很多生产的为8-1%，叠层结构的最高功率为21%。研制意向是改进薄膜特性，准确规划光电池结构和操控各层厚度，改进各层之间界面状况，以求得高功率和高安稳性。

    多晶硅光电池

    P-Si(多晶硅，包含微品)光电池没有光致阑珊效应，资料质量有所下降时也不会导致光电池受影响，是世界上正掀起的前沿性研讨抢手。在单晶硅衬底上用液相外延制备的p-Si光电池转化功率为15.3%，经减薄衬底，加强陷光等加工，可进步到23.7%，用CVD法制备的转化功率约为12.6—l7.3%。选用廉价衬底的p—si薄膜成长办法有PECVD和热丝法，或对a—si：H资料膜进行后退火，到达低温固相晶化，可别离制出功率9.8%和9.2%的无退化电池。微晶硅薄膜成长与a—si工艺相容，光电功能和安稳性很高，研讨遭到很大注重，但功率仅为7.7%大面积低温p—si膜与—si组成叠层电池结构，是进步比a—S光电池安稳性和转化功率的重要途径，可更充分利用太阳光谱，理论核算标明其功率可在28%以上，将使硅基薄膜光电池功能发生突破性开展。铜烟硒光电池

    CIS(铜锁硒)薄膜光电池己成为世界先伏界研讨开发的抢手课题，它具有转化功率高(已到达17.7%)，功能安稳，制作本钱低的特色。CIS光电池一般是在玻璃或其它廉价衬底上别离堆积多层膜而构成的，厚度可做到2-3μrn，吸收层CIS膜对电池功能起着决定性效果。现已开宣布反响共蒸法和硒化法(溅射、蒸腾、电堆积等)两大类多种制备办法，其它外层一般选用真空蒸腾或溅射成膜。阻止其开展的原风是工艺重复性差，高效电池成品率低，资料组分较杂乱，缺少操控薄膜成长的分析仪器。CIS光电池正遭到工业界注重，一些闻名公司意识到它在未来动力商场中的远景和所在位置，带羟基高分子量的丙烯酸树脂活跃扩人开发规划，着手组成中试线及制作厂。

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