单晶硅具有太阳能支架准金属的物理性质

　　太阳能面板是指利用半导体材料在光照条件下发生的光生伏应（photovoltaic）将太阳能直接转换为电能的器件，是诸多太阳能利用方式中直接的一种，目前大多数材料为硅。有太阳光的地方就能发电，因此太阳能光伏发电适用于从大型发电站到小型便携式充电器等多种场合。然而尽管太阳能的储量非常大，但现今人类利用太阳能发制造的电能占全球能源总消耗的比例还相当小，大约只有0.16%。因此，积极发展低价高效的太阳能电池板材料，提高光电转换率，将有利于解决世界能源与环境危机，具有非常大的使用价值和现实意义。

　　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。

　　熔融的单质硅在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，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。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。

　　性质：灰色金属光泽。密度2.32~2.34。熔点1410℃。沸点2355℃。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸。硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂。加热至800℃以上即有延性，1300℃时显出明显变形。常温下不活泼，高温下与氧、太阳能支架氮、太阳能支架硫等反应。高温熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用。具有半导体性质，太阳能支架是极为重要的优良半导体材料，但微量的杂质即可大大影响其导电性。电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下氯化，再经冷凝、精馏、还原而得。

　　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，就结晶成多晶硅作为全球的生产基地之一，中国出产的太阳能电池和面板占全球总产量的30%以上。

　　据中国工业和信息化产业部统计，自2002年以来，中国国内光伏产业的年平均增长率超过。2008年的总产能超过2000兆瓦。

　　中国光伏产业的发展与全球同步，从1998年到2008年10年间，全球太阳能产业的年复合增长率是35%。2008年，太阳能电池的总产出达到5456兆瓦、面板的总产出达6791兆瓦。尽管需求下滑，但估计到2009年底，总产能仍将增长56%。

　　尽管中国市场规模不大，但各都在努力拓展在中国的业务，中国政府的补贴和对使用自然能源的力推助长了这一趋势。例如，金太阳(Golden Sun)计划承诺将对建造太阳能发电场所需的开支，给予高达70%的补贴；到2012年，太阳能发电场的总容量至少达500兆瓦。

　　薄膜或非晶硅PV产品占一小部分，它的转换效率相对较低，只有6到8%。只有包括尚德电力和天威保变在内的约20家商在开发这种产品。单晶硅是三者中技术成熟的。其转换效率在实验室和商品中分别可达25%和15到18%。而各种多晶硅技术的实验室和商品的光伏转换效率分别为21%和13到16%。

　　中国有大约60家太阳能电池制造商，它们拥有总计4GW的年产能和2GW的实际产出。中国的面板供应商超过300家，年产能超过5GW，但实际产出只有3GW。

　　对晶硅太阳能电池来说，所涉及的生产工艺包括：晶圆分拣和测试、清洗、蚀刻、扩散到PECVD（等离子体增强化学气相沉积设）、丝网印刷和烧结。典型的面板生产工艺包括：太阳能电池分选、单个电池和电池组的焊接、层压、固合，成型和测试。

　　中国产品通常带有CE、IEC、TüV和RoHS等认证。约20家企业提供薄膜太阳能电池。

　　特别是省占中国整个光伏产品产出的70%。而珠江三角洲地区的制造商更倾向于开发诸如太阳能灯具和充电器等应用。

　　有机光伏器件的研究历史可以追溯到20世纪50年代，根据材料在有机材料在有机光伏器件中功能的不同，有机薄膜光伏材料可以分为衬底材料、电极材料、半导体材料以及功能辅助材料等。其优势是可以利用印刷电子技术进行大批量大面积的低成本制造，但缺陷在于至今为止其光电转换率以及使用寿命仍然难以和无机硅太阳能电池板相比。有机薄膜光伏材料的选择除了考虑实现器件效率化意外，还要充分考虑有机光伏器件的印刷工艺制对材料性能的要求，以实现有机光伏器件低成本制造的目标。

　　经过20多年的发展，有机薄膜光伏器件技术在有机半导体材料的设计合成、器件结构的优化设计等方面取得了长足的发展。目前，实验室规模的有机光伏器件的效率已经超越了8%，在光电转换率上逐渐靠近了无机薄膜光伏器件。但要实现有机薄膜光伏器件技术的真正使用化，还需要在器件模块效率上进一步提高。此外，在器件的长期使用稳定性以及低成本制造等方面也还需要作更进一步的深入研究，此外，柔性有机薄膜光伏器件技术也是研究的重点，相信在不久的将来，利用印刷电子技术大批量大面积制造的有机薄膜光伏器件将会得以产业化。
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