单晶硅生产工艺流程图
单晶硅生产工艺流程图
单晶硅是目前最常用的太阳能电池材料，广泛应用于光伏发电和半导体制造行业。下面是单晶硅生产工艺的流程图：
一、原料准备
1. 砂矿采集：首先，需要采集高纯度的石英砂矿石。石英砂中的杂质成分需要严格控制，以确保生产出的单晶硅具有较高的纯度。
2. 洗选和粉碎：采集到的石英砂会被洗选和粉碎，去除其中的杂质和不纯物质。这里需要使用化学方法或物理方法进行分离和精炼，确保石英砂的纯度能够满足单晶硅生产的要求。
二、冶炼和凝固
1. 熔炼石英砂：将纯净的石英砂与高温下的木炭反应，从而得到高纯度的石英坩埚和二氧化硅气体。这个过程需要耗费大量的能源进行加热，使得石英砂达到熔化的温度。
2. 凝固生长：通过将石英坩埚放置在石英砂中，并在适当的温度梯度下进行凝固生长。由于坩埚的底部温度高于顶部温度，石英砂会逐渐凝固生成固态石英单晶。这个过程需要耗费较长时间，通常需要几天的时间才能完成。
三、切割和打磨
1. 切割：在凝固生长完成后，得到的是一个长方形的石英坯料。为了方便后续的制备工作，需要将坯料切割成合适的尺寸。常用的方法是使用钻头进行机械切割，或者使用激光切割机进行精确切割。
2. 打磨：切割后的石英坯料会有一些毛边或凹凸不平的地方，
需要进行打磨处理使其平整。这里需要使用钢丝刷或砂纸进行粗磨和细磨，以确保表面光滑且无瑕疵。
四、清洗和检测
1. 清洗：打磨后的石英单晶需要经过严格的清洗处理，以去除切割和打磨过程中留下的尘埃和污染物。常用的清洗方法包括超纯水冲洗、酸碱清洗和高温清洗等。
2. 检测：清洗后的石英单晶需要进行表面检测，以确保其没有表面缺陷或污染。常用的检测方法包括光学显微镜观察、扫描电子显微镜检测和光谱分析等。
通过以上生产工艺，最终能够生产出高纯度、优质的单晶硅，然后可以用于制备太阳能电池或半导体器件。单晶硅生产工艺的精细化和自动化程度越来越高，能够有效提高生产效率和质量控制水平。
多晶硅中英文词汇
多晶硅工程中英文词汇参考 安全淋浴safety shower 安全生产safety production 安全数据safety data 安全有效运行safe and efficient operation 按照工艺要求加工硅芯seed rod processing to process requirements. 板坯slab 办公室office room 半导体级别semiconductor grade 半导体级多晶硅polycrystalline silicon for semi-conductor purpose 包装packing 包装间packaging room 报警alarm 泵的液压计算pump hydraulic calculations 必须的设计标准necessary design criteria 必需的公用设施required utilities 必需的公用设施和消耗率required utilities and consumption rates 避免聚合物在下游工艺过程中在非常条件下进行反应而发生爆炸to avoid explosion of the polymer in downstream processes by reacting it under very controlled conditions 编制安全阀和其它安全装置清单prepare a list of safety valve and other safety devices 编制设备说明书prepare equipment specifications 编制以下仪表设计数据prepare instrument design data including the following 变配电站substation and power distribution station 标准编码standard label 标准参数standard parameter 标准设备规格specification of standard equipment 标准设备装置的规格specifications for standard equipment set 表面分析surface analysis 表面金属total surface metals 表压（磅/平方英寸）psig, 不断循环continuous cycling 不理想to be non-ideal 不锈钢stainless steel 布袋收尘器bag house, bag house filter 部件编码和位置item number with location 操作程序operating procedures 操作和维修最大负荷表table of maximum operating and maintenance loads 操作人员和工程师培训operators and engineers training 操作数据operating data 操作顺序operating sequence 操作条件operating conditions 操作要严谨确保安全must be completed in a precise manner for safety
WSK003外圆磨床
四川新光多晶硅工程技术有限公司 QB／XGJG104—2010 硅单晶滚磨作业指导书 2010- - 发布 2010- - 实施四川新光多晶硅工程技术有限公司
硅单晶滚磨作业指导书 QB／XGJG104—2010 1范围 本作业指导书适用于滚磨岗位。规定了磨削长度<500mm，φ150mm～210mm单晶棒的外圆磨削过程控制要求。 2 规范引用文件 GB/T 12926—1996 硅单晶 GB/T 14264—93 半导体材料术语 3. 资源 3.1 人员 本岗位人员必须经过培训并考试合格后持证上岗。 3.2原辅材料：硅单晶棒。 3.3 设备 3.3.1 WSK003∕2型数控单晶硅专用磨床。 3.3.2运行基本条件 电源：380V±10%交流稳压； 运行环境：温度5-40度，相对湿度40度时≤50%，20度时≤90%； 冷却水。 3.4环境：满足现场作业及其物料摆放要求的空间，干净整洁并符合职业健康安全要求。 3.5 现场应具备有效的作业文件和管理规程。 4. 过程控制 4.1 工艺流程图 →→→ 4.2 检查与准备 4.2.1检查机器砂轮架和头架等各润滑部分所需的润滑油是否充足。 4.2.2检查机器开停旋钮是否处在关闭的位置，以免开机时引起碰撞发生事故。 4.2.3检查砂轮是否正常，有无松动。 4.2.4检查砂轮位置，注意砂轮必须离开工作物外圆25mm以上，头架和尾架不可针对着砂轮，以免在砂轮架快速引进时碰撞。 4.2.5撞块的位置选择，必须保证工作台运动时头架和尾架不与砂轮碰撞。 4.3 机器启动 4.3.1 机床的头架电动机和冷却泵电动机无单独的起动按钮，其开与停是由砂轮架前进按钮和砂轮架后退按钮联锁控制。 4.3.2 砂轮的额定线速度不得小于35mm/S，启动砂轮时，操作者不要面对砂轮。 4.3.3 开启机器电源。 4.3.4空转检查 4.3.4.1砂轮转速是否均匀，有无异常摆动。 4.3.4.2 电机及相关传动有无异常。
单晶硅工艺流程图
单晶硅工艺流程图 单晶硅是目前最常用的半导体材料，广泛应用于集成电路、太阳能电池等领域。下面是一幅简化的单晶硅工艺流程图，以便更好地了解单晶硅的生产过程。 第一步：原料准备 原料通常为高纯度的二氧化硅（SiO2）。首先将原料粉碎成 较小的颗粒并进行筛分，以得到精细的粉末。接下来，将粉末与一定比例的还原剂（如石煤）混合，以便在高温下还原。 第二步：气相法制备单晶硅 将经过还原处理的粉末置于石英坩埚中，将坩埚放入高温炉中。通过高温炉中的加热源（如电炉）提供热能，使粉末在适当的温度下融化。在炉中引入气体流，使气体通过石英坩埚并与粉末反应。反应产物是硅烷（SiH4），通过引入氢气（H2）， 使硅烷沿着一定的路径扩散并沉积在高温炉中的石英坩埚内壁上。在此过程中，硅烷会发生化学反应以生成单晶硅。 第三步：生长单晶硅 将生长的单晶硅棒置于单晶硅生长炉中，棒内壁为活性炭涂层，通过外加热源提供热能。加热棒中心温度上升，熔融的硅逐渐凝固成为单晶硅。生长的单晶硅棒沿着纵向方向生长，直至达到所需长度。在单晶硅棒的生长过程中，需要定期添加掺杂剂（如磷、硼等），以调节单晶硅的导电性质。 第四步：切割硅锭 将生长的单晶硅棒切割成所需的硅锭。切割主要通过研磨和切
割机器完成，将单晶硅棒分割成合适长度的硅锭。切割出的硅锭表面需要经过打磨和抛光等处理，以获得平整的表面。 第五步：切割片材 将硅锭进一步切割成更薄的硅片材料。切割过程主要使用刀片或线锯，依靠机械力将硅锭切割成薄片。切割出的硅片需要进行清洗和抛光等后续处理，以获得平整、干净的硅片。 第六步：高温退火与清洗 将切割好的硅片通过高温退火炉进行热处理。退火过程中，硅片经过一定的温度和时间，以消除内部应力和杂质，提高硅片的电学性能。之后，将硅片进行清洗，以去除表面的杂质和污染物。 第七步：环接触涂覆 为了与其他材料进行粘附和封装，硅片表面需要涂覆一层环接触剂。这一层涂覆能够提供良好的粘接性能，并且能够防止硅片表面的氧化和污染。 综上所述，单晶硅的制备工艺是一个复杂而精细的过程。从原料准备到最后的加工和封装，每一步骤都需要严格控制和操作，以确保最终产品的质量和性能。这些步骤包括原料准备、气相法制备单晶硅、单晶硅生长、硅锭切割、硅片切割、高温退火和清洗、环接触涂覆等。通过以上工艺流程，可以获得高质量的单晶硅材料，为半导体行业和太阳能电池等领域提供可靠的材料基础。
人教版(2019)高中化学必修二 第五章 第三节 无机非金属材料(含答案)
人教版高中化学必修二第五章第三节无机非金属材料 基础过关练 题组一硅酸盐材料 1．我国古代在材料方面取得了突出的成就。下列材料主要成分不是硅酸盐的是( ) A．陶俑 B．琉璃瓦 C．汉白玉 D．青花瓷 2．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是( ) A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂 C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 3．500多年前，一艘载着天然苏打晶体( Na?CO?·10H?O)的商船在航行中搁浅，船员们便在附近的沙滩上用几块苏打晶体支锅煮饭。之后他们惊奇地发现，在苏打与沙粒接触的地方出现了许多晶莹发亮的珠子。回答下列问题： (1)沙滩上沙粒的主要成分为____（填化学式）。(2)上述晶莹发亮的珠子可能是____（填字母）。 A．水晶颗粒 B．无水碳酸钠 C．晶体硅 D．玻璃珠 (3)生成该珠子时发生反应的化学方程式为____。 (4)氢氟酸是HF的水溶液，可与Si0?反应生成SiF?和H?O。氢氟酸常用作玻璃的蚀刻剂，原因是____（用化学方程式表示）。 题组二晶体硅的制备方法 4．高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。可以按下列方法制备： 下列说法不正确的是 ( ) A．步骤①的化学方程式为Si0?+C Si+CO?↑ B．步骤①中每生成1 mol Si，转移4 mol电子 C．高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料 D.SiHCl?（沸点33.0℃）中含有少量的SiCl?(沸点67.6℃)，通过蒸馏（或分馏）可提纯SiHCl?
单晶硅生产工艺
单晶硅生产工艺 单晶硅生产工艺 一、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。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。 单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。 单晶硅圆片按其直径分为 6 英寸、8 英寸、12 英寸（300 毫米）及 18 英寸（450 毫米）等。直径越大的圆片，所能刻制的集成电路越多，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体生长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材，外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在Φ3~8 英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。目前晶体直径可控制在Φ3~6 英寸。外延片主要用于集成电路领域。 由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）单晶硅材料应用最广。在 IC 工业中所用的材料主要是 CZ 抛光片和外延片。存储器电路
通常使用 CZ 抛光片，因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片，因其在 IC 制造中有更好的适用性并具有消除 Latch－up 的能力。 单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料中最基础性材料，属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域，当今全球超过 2000 亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体 器件及 99%以上的集成电路用硅。 二、硅片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。 日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。中国硅材料工业与日本同时起步，但总体而言，生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为 2.5、3、4、5 英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于 1998 年成功地制造出了 12 英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。 目前，全世界单晶硅的产能为 1 万吨/年，年消耗量约为 6000 吨～7000 吨。未来几年中，世界单晶硅材料发展将呈现以下发展趋势。 单晶硅产品向 300mm 过渡，大直径化趋势明显： 随着半导体材料技术的发展，对硅片的规格和质量也提出更高的要求，适合微细加工的大直径硅片在市场中的需求比例将日益加大。目前，硅片主流产品是 200mm，逐渐向 300mm 过渡，研制水平达到 400mm～450mm。据统计，200mm 硅片的全球用量占 60%左右，
单晶硅生长原理及工艺
单晶硅生长原理及工艺 摘要：介绍了直拉法生长单晶硅的基本原理及工艺条件。通过控制不同的工艺参数（晶体转速：2.5、10、20rpm； 坩埚转速： 1.25、5、10），成功生长出了三根150×1000mm 优质单晶硅棒。分别对这三种单晶硅样品进行 了电阻率、氧含量、碳含量、少子寿命测试，结果表明，当晶体转速为10rpm，坩埚转速为5rpm，所生长出的单 晶硅质量最佳。最后分析了氧杂质和碳杂质的引入机制及减少杂质的措施。 关键词：单晶硅；直拉法生长；性能测试；氧杂质；碳杂质 中图分类号：O782 文献标识码：A 文章编号：1672 －9870（2009）04 －0569 －05 收稿日期：2009 07 25 基金项目：中国兵器科学研究院资助项目（42001070404） 作者简介：刘立新（1962 ），男，助理研究员，E-mail：lxliu2007@https://www.360docs.net/doc/d619158291.html,。 刘立新1，罗平1，李春1，林海1，张学建1，2，张莹1 （1.长春理工大学材料科学与工程学院，长春130022；2.吉林建筑工程学院，长春130021） Growth Principle and Technique of Single Crystal Silicon LIU Lixin1，LUO Ping1，LI Chun1，LIN Hai1，ZHANG Xuejian1，2，ZHANG Ying1 （1.Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022； 2. Jilin Architectural and civil Engineering institute，Changchun 130021） Abstract：This paper introduces the basic principle and process conditions of single crystal silicon growth by Cz method. Through controlling different process parameters (crystal rotation speed: 2.5，10，20rpm; crucible rotation speed: -1.25， -5，-10)，three high quality single crystal silicon rods with the size of 150×1000mm were grown successfully. Performance measurements of three single crystal silicon samples were performed including resistivity，oxygen and carbon content， minority carrier lifetime，respectively. The results show that as-grown single crystal silicon has the optimal quality when crystal rotation speed is 10rpm，and crucible rotation speed is -5rpm. Finally，the introducing mechanism of oxygen and carbon impurities，and the way to reduce the impurities were discussed. Key words：single crystal silicon；growth by Cz method；performance measurements；oxygen impurities；carbon impurities 单晶硅属于立方晶系，金刚石结构，是一种性 能优良的半导体材料。自上世纪40 年代起开始使 用多晶硅至今，硅材料的生长技术已趋于完善，并 广泛的应用于红外光谱频率光学元件、红外及射 线探测器、集成电路、太阳能电池等［1］。此外，硅 没有毒性，且它的原材料石英(SiO2)构成了大约60% 的地壳成分，其原料供给可得到充分保障。硅材料
硅太阳能电池制造工艺流程图
PV的意思：它是英文单词Photovoltaic的简写，中文意思是“光生伏特”（简称“光伏”）。在物理学中，光生伏特效应（简称为光伏效应），是指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象 硅太阳能电池制造工艺流程图 1、硅片切割，材料准备： 工业制作硅电池所用的单晶硅材料，一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒，原始的形状为圆柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的边长一般为10~15cm，厚度约200~350um，电阻率约1Ω.cm的p型（掺硼）。 2、去除损伤层： 硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷，这就会产生两个问题，首先表面的质量较差，另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。因此要将切割损伤层去除，一般采用碱或酸腐蚀，腐蚀的厚度约 10um。 3、制绒： 制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀，利用单晶硅的各向异性腐蚀，在表面形成无数的金字塔结构，碱液的温度约80度，浓度约1~2%，腐蚀时间约15分钟。对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。 4、扩散制结： 扩散的目的在于形成PN结。普遍采用磷做n型掺杂。由于固态扩散需要很高的温度，因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要，要求硅片在制绒后要进行清洗，即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。 5、边缘刻蚀、清洗： 扩散过程中，在硅片的周边表面也形成了扩散层。周边扩散层使电池的上下电极形成短路环，必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，以至成为废品。目前，工业化生产用等离子干法腐蚀，在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用，去除含有扩散层的周边。 扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。 6、沉积减反射层： 沉积减反射层的目的在于减少表面反射，增加折射率。广泛使用PECVD淀积SiN ,由于PECVD淀积SiN时,不光是生长SiN作为减反射膜,同时生成了大量的原子氢,这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用,可用于大批量生产。 7、丝网印刷上下电极：
半导体制造工艺设计流程图
半导体制造工艺流程 半导体相关知识 本征材料：纯硅 9-10个 250000Ω.cm3 N型硅：掺入V族元素--磷P、砷As、锑Sb P型硅：掺入 III族元素—镓Ga、硼B PN结： 半导体元件制造过程可分为 前段（Front End）制程 晶圆处理制程（Wafer Fabrication；简称 Wafer Fab）、 晶圆针测制程（Wafer Probe）； 后段（Back End） 构装（Packaging）、 测试制程（Initial Test and Final Test） 晶圆边缘检测系统 一、晶圆处理制程 晶圆处理制程之主要工作为在矽晶圆上制作电路与电子元件，为各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程，以微处理器（Microprocessor）为例，其所需处理步骤可达数百道，而其所需加工机台先进且昂贵，有时可达数千万一台，其所需制造环境为为一温度、湿度与含尘（Particle）均需控制的无尘室（Clean-Room），虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关；不过其基本处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗（Cleaning）之后，接著进行氧化（Oxidation）及沉积，最后进行微影、蚀刻及离子植入等反覆步骤，以完成晶圆上电路的加工与制作。 晶圆与晶片的区别 制造半导体前，必须将硅转换为晶圆片。这要从硅锭的生长开始。单晶硅是原子以三维空间模式周期形成的固体，这种模式贯穿整个材料。多晶硅是很多具有不同晶向的小单晶体单独形成的，不能用来做半导体电路。多晶硅必须融化成单晶体，才能加工成半导体应用中使用的晶圆片。晶片由晶圆切割成，直径和晶圆相同，厚度为300μm 由于硅很硬，要用金刚石锯来准确切割晶圆片，以得到比要求尺寸要厚一些的晶片。激光锯也有助于减少对晶圆片的损伤、厚度不均、弯曲以及翘曲缺陷。 切割晶圆片后，开始进入研磨工艺。研磨晶圆片以减少正面和背面的锯痕和表面损伤。同时打薄晶圆片并帮助释放切割过程中积累的硬力。研磨后，进入刻蚀和清洗工艺，使用氢氧化钠、乙酸和硝酸的混合物以减轻磨片过程中产生的损伤和裂纹。关键的倒角工艺是要将晶圆片的边缘磨圆，彻底消除将来电路制作过程中破损的可能性。倒角后，要按照最终用户的要求，经常需要对边缘进行抛光，提高整体清洁度以进一步减少破损。
单晶硅生产工艺流程图
单晶硅生产工艺流程图 单晶硅是目前最常用的太阳能电池材料，广泛应用于光伏发电和半导体制造行业。下面是单晶硅生产工艺的流程图： 一、原料准备 1. 砂矿采集：首先，需要采集高纯度的石英砂矿石。石英砂中的杂质成分需要严格控制，以确保生产出的单晶硅具有较高的纯度。 2. 洗选和粉碎：采集到的石英砂会被洗选和粉碎，去除其中的杂质和不纯物质。这里需要使用化学方法或物理方法进行分离和精炼，确保石英砂的纯度能够满足单晶硅生产的要求。 二、冶炼和凝固 1. 熔炼石英砂：将纯净的石英砂与高温下的木炭反应，从而得到高纯度的石英坩埚和二氧化硅气体。这个过程需要耗费大量的能源进行加热，使得石英砂达到熔化的温度。 2. 凝固生长：通过将石英坩埚放置在石英砂中，并在适当的温度梯度下进行凝固生长。由于坩埚的底部温度高于顶部温度，石英砂会逐渐凝固生成固态石英单晶。这个过程需要耗费较长时间，通常需要几天的时间才能完成。 三、切割和打磨 1. 切割：在凝固生长完成后，得到的是一个长方形的石英坯料。为了方便后续的制备工作，需要将坯料切割成合适的尺寸。常用的方法是使用钻头进行机械切割，或者使用激光切割机进行精确切割。 2. 打磨：切割后的石英坯料会有一些毛边或凹凸不平的地方，
需要进行打磨处理使其平整。这里需要使用钢丝刷或砂纸进行粗磨和细磨，以确保表面光滑且无瑕疵。 四、清洗和检测 1. 清洗：打磨后的石英单晶需要经过严格的清洗处理，以去除切割和打磨过程中留下的尘埃和污染物。常用的清洗方法包括超纯水冲洗、酸碱清洗和高温清洗等。 2. 检测：清洗后的石英单晶需要进行表面检测，以确保其没有表面缺陷或污染。常用的检测方法包括光学显微镜观察、扫描电子显微镜检测和光谱分析等。 通过以上生产工艺，最终能够生产出高纯度、优质的单晶硅，然后可以用于制备太阳能电池或半导体器件。单晶硅生产工艺的精细化和自动化程度越来越高，能够有效提高生产效率和质量控制水平。
单晶硅一次清洗工艺单晶硅一次清洗工艺
单晶硅一次清洗工艺 一次清洗的目的 1. 去除切片时硅片表面产生的损伤层； 2. 在硅片表面制备金字塔型绒面结构； 3. 清除硅片表面的油类分子及金属杂质。 一次清洗的工艺流程：见图1所示 图1 一次清洗的工艺流程图 1、硅片经过切片、倒角、双面研磨、抛光等不同的工序加工后，其表面已受到严重的 损伤，去除损伤层对于制作良好的绒面，提高电流有很大的帮助。去除损伤层有很多方法，本文采用热的NaOH溶液去除表面切割损伤层。其浓度为20%，温度控制在85o C,腐蚀5分钟，反应如下： Si+2NaOH+H2O =Na2SiO3+2H2 两面加起来共减薄了20~40μm左右的损伤层如图2所示。从减薄损失的厚度就可以计算出腐蚀速率，从而对得到的硅片的厚度进行控制。 硅片 图2 单晶硅表面损伤层去除 机械损伤层（10-20微米）
2、绒面减少反射的作用：减少光的反射率，提高短路电流（Isc），最终提高电池的光电转换效率。如图3所示 图3 绒面减少反射的原理图 3、绒面的制作，在流动的去离子水中彻底清洗之后，再放入质量浓度为2%的氢氧化钠（NaOH）溶液中进行腐蚀，按预先设定好的浓度比例，用固体氢氧化钠（NaOH）和去离子水按比例配好，温度控制在85o C。然后把花篮放入碱中腐蚀一段时间进行制绒，时间一般为30分钟左右。制绒期间，视附在硅片表面气泡的多少和大小，还要加入一些异丙醇（IPA）。如果绒面还没有做好，还可能要延长时间继续做。做好取出后，先在流动的去离子水中清洗干净，然后再放入沸腾的酸液中进行清洗，酸液的配比为体积比HCl：H2O2：H2O = 1：1：6，腐蚀时间大约是20分钟左右，这主要是为了去除制绒时在硅片表面产生的金属离子杂质。然后再用流动的去离子水冲洗干净，并用氮气吹干 绒面腐蚀原理：绒面硅表面是利用硅的各向异性腐蚀，在（100）硅片表面形成微小的金字塔形的四面方锥体。一般说来，晶面间的共价键密度越高，则该晶面簇的各晶面连接越牢，也就越难被腐蚀，因此，在该晶面簇的垂直方向上腐蚀速度就越慢。反之，晶面间的共价键密度越低，则该晶面越容易被腐蚀。由于（100）晶面上的每个原子有两个悬挂键，（111）面的每个原子只有一个悬挂键，所以（100）面比（111）面的腐蚀速度快。对于硅而言，如果选择合适的腐蚀液和腐蚀温度，（100）面可比（111）面腐蚀速度大数十倍以上。因此，（100）硅片的各向异性腐蚀最终导致在表面产生许多密布的表面为（111）面的四面方锥体，形成绒面状的硅表面。有些文献中将晶体硅的（100）面与（111）面的腐蚀速率的商定义为“各向异性因子”（Anisotropic Factor, AF）。通过改变碱溶液的浓度、温度等参数，可以有效的调节AF。当AF = 1时，硅片各晶面的溶解速度相似，得到的表面是平坦、光亮的。当AF≥10时，各向异性腐蚀就比较好，比较容易做出绒面来。 制备绒面，硅片在热碱和IPA以及添加剂混合溶液中发生如下主要反应： Si+2NaOH+H2O =Na2SiO3+2H2 在此反应溶液中，IPA起着消除H2气泡和调节各向异性刻蚀因子的作用，添加剂作用是缓冲腐蚀剂，减小腐蚀速率。图4 为绒面形成的全过程。
第七章 硅的理化性质 硅片的制备
第七章硅的理化性质，纯硅和硅片的制备 7.1概述 早在1876年，英国科学家亚当斯等在研究半导体材料时发现：当用太阳能照射硒半导体时，如同伏特电池一样，会产生电流，称为光生伏特电。但是，硒产生的光电效应很弱，到20世纪中期转化率只有1%左右。1954年，美国贝尔实验室的Chapin等研制出世界上第一块真正意义上的硅太阳电池，光电转化率达到6%左右，又很快达到10%，从此拉开了现代太阳能光伏的研究、开发和应用的序幕。几乎同时，CuS/CdS异质结电池也被开发，称为薄膜太阳电池研究的基础。 到目前为止，太阳能光电工业基本是建立在硅材料基础上，世界上绝大部分的太阳能光电器件是用晶体硅制造的，其中单晶硅太阳电池是最早被研究和利用的。但是由于生产成本较昂贵，至20世纪70年代铸造多晶硅发明以来，由于价格较便宜，迅速挤占单晶硅的市场，成为最有竞争力的太阳电池材料。目前，国际太阳电池材料电池市场中，单晶硅和多晶硅约占市场的80%以上。 7.1.1硅的理化性质 （1）物理性质 硅有晶态和无定形态两种同素异形体。晶态硅根据原子排列不同分为单晶硅和多晶硅，它们均有金刚石晶格，属于原子晶体，晶体硬而脆，抗拉应力远远大于抗剪切应力，在室温下没有延展性；在热处理温度大于750℃时，硅材料由脆性材料转变为塑性材料，在外加应力下，产生滑移位错，形成塑性变形。硅材料还具有一些特殊的物理化学性质，如硅材料熔化时体积缩小，固化时体积增大。 硅具有良好的半导体性质，其本征载流子浓度为1.5×1010个/cm3，本征电阻率为1.5×1010Ω·cm，电子迁移率为1350cm2/(V·s)，空穴迁移率为480cm2/（V·s）。作为半导体材料，硅具有典型的半导体材料的电学性质。 ①电阻率特性硅材料的电阻率在10-5~1010Ω·cm之间，介于导体和绝缘体之间，高纯未掺杂的无缺陷的晶体硅材料称为本征半导体，电阻率在10Ω·cm以上。 ②PN结特性N型硅材料和P型硅材料相连，组成PN结，这是所有硅半导体器件的基本结构，也是太阳电池的基本结构，具有单向导电性等性质。 ③光电特性与其他半导体材料一样，硅材料组成的PN结在光作用下能产生电流，如太阳电池。但是硅材料是间接带隙材料，效率较低，如何提高硅材料的发电效率正是目前人们所追求的目标。 （2）化学性质 硅在常温下不活泼，不与单一的酸发生反应，能与强碱发生反应，可溶于某些混合酸，其主要性质如下。 ①金属作用常温下硅只能与F2反应，在F2中瞬间燃烧，生成SiF4： Si+2F2======SiF4 加热时，能与其他卤素反应生成卤化硅，与氧反应生成SiO2： Si+2X2========SiX4（X=Cl，Br，I） Si+O2=======SiO2 在高温下，硅与碳，氮，硫等非金属单质化合，分别生成碳化硅、氮化硅、硫化硅等： Si+C=======SiC 3Si+2N2=======Si3N4 Si+2S=======SiS2 ②与酸作用Si在含氧酸中被钝化，但与氢氟酸及其混合酸反应，生成SiF4或H2SiF6：
年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片生产线项目
年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片生产线项目 一、产品概述 硅是地球上储藏最丰富的材料之一，从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。直到上世纪60年代开始，硅材料就取代了原有锗材料。硅材料――因其具有耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件的特性而成为应用最多的一种半导体材料，目前的集成电路半导体器件大多数是用硅材料制造的。现在，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。 单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料中最基础性材料，属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域，当今全球超过2000亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及99%以上的集成电路用硅。 高纯的单晶硅棒是单晶硅太阳电池的原料，硅纯度要求99.999％。单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池，它的构和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。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。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，经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。 单晶硅是转化太阳能、电能的主要材料。在日常生活里，单晶硅可以说无处不在，电视、电脑、冰箱、电话、汽车等等，处处离不开单晶硅材料；在高科技领域，航天飞机、宇宙飞船、人造卫星的制造，单晶硅同样是必不可少的原材料。 在科学技术飞速发展的今天，利用单晶硅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。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，太阳能单晶硅的利用将普及到全世界范围，市场需求量不言而喻。 二、市场需求预测 （一）国外市场分析及预测 (1)太阳能光伏发电 目世界光伏组件在过去15年快速增长，21世纪初，发展更加迅速，最近三年平均年增长率超过20%。2006年光伏组件生产达到1282MW。在产业方面，各国一直通过扩大规模、提高自动化程度，改进技术水平、开拓市场等措施降低成本，并取得了巨大进展。商品化
功能材料及应用论文-单晶硅太阳能应用
生活中的功能材料 ——单晶硅太阳能电池研究及发展 一、引言 随着人类社会的不断发展，人与自然的矛盾也愈来愈突出。目前全世界范围面临的最为突出的问题是环境与能源．即环境恶化和能源短缺。人类的主要传统能源( 石油、煤炭、天然气) 的储存量是有限的，且对环境有污染，所以节能环保型能源的开发和利用迫在眉睫。这个问题当然要通过各国政府采取正确的对策来处理。发展新能源材料及相应的技术，将是解决这一些问题最为有效的方法之一。 太阳能是人类取之不尽，用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环境污染。事实上近年来人们对太阳能材料的研制和利用，已显示了积极有效的作用。这一新型能源材料的发展．既可解块人类面临的能源短缺问题，又不造成环境的污染。 从50年代的硅电池，60年代的G a A s 电池，70年代的非晶硅电池，80年代的铸造多晶硅电池，到90年代的I I一Ⅵ化合物电池的开发和应用，到现今有机聚合物太阳电池和纳米结构太阳电池的研究开发，构成了太阳能光电材料和器发展的历史脚印。目前太阳能电池材料主要是单晶硅、多晶硅和非晶硅电池。硅太阳能电池中以单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。 二、单晶硅太阳电池的生产制备工艺 （一）、基本结构
（二）、太阳能电池片的化学清洗工艺 切片要求：①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率，缩小刀(钢丝)切缝，降低原材料损耗。④提高切割速度，实现自动化切割。 具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类： 1、有机杂质沾污：可通过有机试剂的溶解作用，结合兆声波清洗技术来去除。 2、颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径≥ 0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒。 3、金属离子沾污：该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类：（1）、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。（2）、带正电的金属离子得到电子后面附着（尤如“电镀”）到硅片表面。 1、用 H2O2作强氧化剂，使“电镀”附着到硅表面的金属离子氧化成金属，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。 2、用无害的小直径强正离子（如H+），一般用HCL作为H+的来源，替代吸附在硅片表面的金属离子，使其溶解于清洗液中，从而清除金属离子。
多晶硅单晶硅企业1800立方氩气回收工艺技术方案简述
多晶硅单晶硅企业1800Nm³/h氩气回收工艺技术方案简述 氩气回收采用深冷分离的原理将粗氩气，经过除尘、压缩、催化脱碳、一氧化碳，加氢除氧，低温精馏后回收氩气。项目设备处理量为1800Nm³/h。整套机组包括：压缩系统、预冷系统、加氢除氧系统、分子筛纯化系统、分馏塔冷箱系统、仪电控系统等。为保障产品氩气供应及提高精馏装置制冷效率，系统配置液氩后备及输入装置，在前端氩气意外中断时通过液氩储罐直接性向精馏系统供入液氩。具体流程见下图。 氩气回收流程示意图 1.尾气收集和压缩 用1500m3双膜气柜收集来自车间界区的原料粗氩气，原料粗氩气进入原料气压缩机进行压缩，压缩后气体进入缓冲罐，引入脱碳模块、脱氧模块。流程如下：
尾气收集和压缩流程示意图 2.催化反应 本单元用于去除尾气中碳氢化合物，一氧化碳、二氧化碳及氧气。利用空气，在高温下与碳氢化合物反应，生成二氧化碳和水，与一氧化碳反应，生成二氧化碳。本系统由反应炉，冷却器和分子筛组成。为了去除原料氩气中的碳氢化合物及一氧化碳组分，需要在反应炉前通入空气，在催化剂（O-346脱氧剂）作用下使碳氢化合物、一氧化碳含量下降至1ppm以下。反应后的气体经过冷却后，进入分子筛，去除二氧化碳和水。 加氢除氧系统由反应炉和冷却器组成。为了去除原料氩气中的氧气组分，需要在反应炉前通入氢气，在催化剂作用下使氧气含量下降至1ppm。该反应过程放热，采用后冷却器使原料气降温。 催化反应过程所需的氧气，全部由空压机压缩空气提供。所需要的氢气由水电解装置提供。氢气用量60Nm³/h，空气用量为1Nm³/h。 催化反应后的氩气进入分子筛前先进入预冷系统冷却，系统由氟利昂蒸发器、制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、水分离器、控制系统组成,回收氩气
太阳能电池的原理及制作流程图
太阳能电池旳原理及制作流程图 制作太阳能电池重要是以半导体材料为基础，其工作原理是运用光电材料吸取光能后发生光电于转换反应，根据所用材料旳不一样，太阳能电池可分为：1、硅太阳能电池；2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料旳电池；3、功能高分子材料制备旳大阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等。21tyn 一、硅太阳能电池 1．硅太阳能电池工作原理与构造 太阳能电池发电旳原理重要是半导体旳光电效应，一般旳半导体重要构造如下： 图中，正电荷表达硅原子，负电荷表达围绕在硅原子旁边旳四个电子。当硅晶体中掺入其他旳杂质，如硼、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在着一种空穴，它旳形成可以参照下图：
图中，正电荷表达硅原子，负电荷表达围绕在硅原子旁边旳四个电子。而黄色旳表达掺入旳硼原子，由于硼原子周围只有3个电子，因此就会产生入图所示旳蓝色旳空穴，这个空穴由于没有电子而变得很不稳定，轻易吸取电子而中和，形成P （positive）型半导体。同样，掺入磷原子后来，由于磷原子有五个电子，因此就会有一种电子变得非常活跃，形成N（negative）型半导体。黄色旳为磷原子核，红色旳为多出旳电子。如下图。 N型半导体中具有较多旳空穴，而P型半导体中具有较多旳电子，这样，当P 型和N型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN结。 当P型和N型半导体结合在一起时，在两种半导体旳交界面区域里会形成一种特殊旳薄层)，界面旳P型一侧带负电，N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴，N型半导体多自由电子，出现了浓度差。N区旳电子会扩散到P区，P区旳空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一种由N指向P旳“内电场”，从而制止扩
广东惠州市高中化学必修二第五章《化工生产中的重要非金属元素》知识点(课后培优)
一、选择题 1．如图装置制取、提纯并收集下列四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，可行的是( ) 气体a b c A Cl2浓盐酸MnO2粉末饱和NaHCO3溶液 B SO2浓硫酸Cu酸性KMnO4溶液 C NH3浓氨水生石灰碱石灰 D CO2稀硫酸Na2CO3粉末浓硫酸 A．A B．B C．C D．D 2．下列操作或叙述正确的是 A．配制1mol·L-1NaOH溶液时，将溶解后的NaOH溶液立即注入容量瓶 B．用小刀切下一小块金属钠，将剩余的钠再放回原试剂瓶 C．用过滤的方法除去NaCl溶液中含有的少量淀粉胶体 D．向某溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不溶解，说明原溶液中一定SO 含有2- 4 3．某小组同学进行铜与浓硫酸反应时，发现有黑色物质产生。该小组同学猜测，黑色物质中可能含有CuO、Cu2S和CuS。针对产生的黑色物质，该小组同学继续进行实验探究，获得数据如下表所示。 硫酸浓度/(mol·L-1)黑色物质出现的温度/℃黑色物质消失的温度/℃15约150约236 16约140约250 18约120不消失 A．硫酸浓度越大，黑色物质越易出现、越难消失 B．黑色物质消失过程中伴随大量H2S生成 C．硫酸浓度为16 mol·L-1时，若先升温至250℃以上，再将铜丝与浓硫酸接触，可以避免黑色物质产生 D．若取黑色物质洗涤、干燥后，加稀硫酸，固体质量不变，说明黑色物质中不含CuO 4．下列实验方案设计正确是 A．用乙醇萃取碘水中的碘单质 B．用焰色反应(焰色试验)鉴别NaCl和 Na2SO4
C ．用溶解、过滤的方法分离 KCl 和 MnO 2固体 D ．用NaOH 溶液和红色石蕊试纸检验溶液中是否存在NH + 4 5．对溶液中的离子进行鉴定，下列实验所得结论不合理的是 A ．向溶液中加入盐酸，产生使澄清石灰水变浑浊的无色气体，则溶液中可能含有2- 3CO B ．向溶液中加入稀硝酸后，再加入3AgNO 溶液有白色沉淀生成，则溶液中一定含有Cl - C ．加入2BaCl 溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不溶解，原溶液中一定含有2- 4SO D ．向溶液中加入NaOH 溶液，加热后产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则可推该溶液中一定含有+ 4NH 6．探究铜和浓硫酸的反应，下列装置或操作错误的是 甲 乙 丙 丁 A ．上下移动装置甲中的铜丝体现绿色化学的思想 B ．装置乙可用于收集SO 2气体 C ．将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察颜色可确定CuSO 4的生成 D ．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出42CuSO 5H O ⋅ 7．下列叙述Ⅰ和叙述Ⅱ均正确并有因果关系的是 选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ A 常温下，碳可与浓硝酸剧烈反应 浓硝酸具有强氧化性 B SiO 2可与氢氟酸反应，又可与氢氧化钠溶液反应 SiO 2是两性氧化物 C 新制的氯水使蓝色石蕊试纸变白 氯水具有漂白性 D SO 2可使滴加酚酞的NaOH 溶液褪色 SO 2具有漂白性 8．工业上制备下列物质的生产流程合理的是( ) A ．由铝土矿冶炼铝：铝土矿 −−−→ 提纯Al 2O 3 HCl −−→ AlCl 3 −−−→ 电解Al B ．从海水中提取镁：海水 −−−→ 石灰乳 Mg(OH)2 −−−→ 加热 MgO −−−→ 电解 Mg
单晶炉温度控制系统方案
辽宁工业大学 微型计算机控制技术课程设计（论文）题目：单晶炉温度控制系统设计 院（系）：电气工程学院 专业班级：自动化093 学号： 090302084 学生：宋进帅 指导教师：（签字） 起止时间： 课程设计（论文）报告的容与其文本格式
1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版，单面打印，并装订成册，容包括： ①封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生、指导教师、、起止时间等） ②设计(论文)任务与评语 ③中文摘要（黑体小二，居中，不少于200字） ④目录 ⑤正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等） ⑥参考文献 2、课程设计（论文）正文参考字数：2000字周数。 3、封面格式 4、设计（论文）任务与评语格式 5、目录格式 ①标题“目录”（小二号、黑体、居中） ②章标题（四号字、黑体、居左） ③节标题（小四号字、宋体） ④页码（小四号字、宋体、居右） 6、正文格式 ①页边距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订； ②字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级标题，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字，小四号字、宋体； ③行距：20磅行距； ④页码：底部居中，五号、黑体； 7、参考文献格式 ①标题：“参考文献”，小二，黑体，居中。 ②示例：（五号宋体） 期刊类：[序号]作者1,作者2,……作者n.文章名.期刊名（版本）.出版年,卷次（期次）:页次. 图书类：[序号]作者1,作者2,……作者n.书名.版本.出版地:，出版年:页次.
课程设计（论文）任务与评语 院（系）：电气工程学院教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
化学工艺流程题汇总
19.碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料.工业碳酸钠（纯度约98％）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO等杂质,提纯工艺路线如下： 碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如下 （1）滤渣的主要成分为。(2）“趁热过滤”的原因是。 （3）在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是.（写一种） （4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是. (5)Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)ΔH=+532.36 kJ·mol-1 Na2CO3·10H2O（s)=Na2CO3·H2O(s）+9H2O（g)ΔH=+473.63 kJ·mol-1 写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式. 23.（1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下： ①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式. ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式.H2还原SihCl3过程中若混02，可能引起的后果是。（2)下列有头硅材料的详法正确的是（填字母）. A。碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水混 B。氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承 C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂的，其熔点很高 D。盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 （3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释. 17．（10分）工业上制备BaCl2的工艺流程图如下: