單晶硅的提煉：純度不高的單質(zhì)硅可用金屬鎂或鋁還原二氧化硅制得，但這是無(wú)定形硅。晶形硅則要在電弧爐內(nèi)用碳還原二氧化硅制得，它可用來(lái)生產(chǎn)硅鋼片。用作半導(dǎo)體的超純硅的制法則是先用純度不高的硅與氯化氫和氯氣的混合物作用，制取三氯氫硅，并用精餾法提純。然后在還原爐內(nèi)用純氫將三氯氫硅還原，硅就沉積在用超純硅制成的細(xì)芯上，這樣制得的超純硅稱為多晶硅，把它放在單晶爐內(nèi)，就可拉制成單晶硅，可用作半導(dǎo)體材料，它的來(lái)源豐富，價(jià)格便宜，大部分半導(dǎo)體材料都用硅
單晶硅主要用于制作半導(dǎo)體元件。
用途： 是制造半導(dǎo)體硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶體管、二極管、開(kāi)關(guān)器件等
熔融的單質(zhì)硅在凝固時(shí)硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長(zhǎng)成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結(jié)合起來(lái)便結(jié)晶成單晶硅。
單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無(wú)定形硅，然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長(zhǎng)出棒狀單晶硅。
單晶硅棒是生產(chǎn)單晶硅片的原材料，隨著國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)對(duì)單晶硅片需求量的快速增加，單晶硅棒的市場(chǎng)需求也呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
單晶硅和多晶硅的區(qū)別是，當(dāng)熔融的單質(zhì)硅凝固時(shí),硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長(zhǎng)成晶面取向相同的晶粒，則形成單晶硅回收。如果這些晶核長(zhǎng)成晶面取向不同的晶粒，則形成多晶硅回收。多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。例如在力學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等方面，多晶硅均不如單晶硅。多晶硅可作為拉制單晶硅的原料。單晶硅可算得上是世界上純凈的物質(zhì)了，一般的半導(dǎo)體器件要求硅的純度六個(gè)9以上。大規(guī)模集成電路的要求更高，硅的純度必須達(dá)到九個(gè)9。目前，人們已經(jīng)能制造出純度為十二個(gè)9 的單晶硅。單晶硅是電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中不可缺少的基本材料。 高純度硅在石英中提取，以單晶硅為例，提煉要經(jīng)過(guò)以下過(guò)程:石英砂一冶金級(jí)硅一提純和精煉一沉積多晶硅錠一單晶硅一硅片切割。 冶金級(jí)硅的提煉并不難。它的制備主要是在電弧爐中用碳還原石英砂而成。這樣被還原出來(lái)的硅的純度約98-99%，但半導(dǎo)體工業(yè)用硅還必須進(jìn)行高度提純(電子級(jí)多晶硅純度要求11個(gè)9，太陽(yáng)能電池級(jí)只要求6個(gè)9)。而在提純過(guò)程中，有一項(xiàng)“三氯氫硅還原法(西門子法)”的關(guān)鍵技術(shù)我國(guó)還沒(méi)有掌握，由于沒(méi)有這項(xiàng)技術(shù)，我國(guó)在提煉過(guò)程中70%以上的多晶硅都通過(guò)氯氣排放了，不僅提煉成本高，而且環(huán)境污染非常嚴(yán)重。
太陽(yáng)能電池板是一種將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。迄今為止，已經(jīng)研究了100多種不同材料、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和形式的太陽(yáng)能電池。由于種類繁多，分類方法也多種多樣。
硅太陽(yáng)能電池板
硅太陽(yáng)能電池板是指以硅為基礎(chǔ)的太陽(yáng)能電池板。硅是應(yīng)用廣泛的太陽(yáng)能電池材料，包括單晶硅太陽(yáng)能電池板、多晶硅太陽(yáng)能電池板、非晶硅太陽(yáng)能電池板和微晶硅太陽(yáng)能電池板。
(1)單晶硅太陽(yáng)電池板
單晶硅太陽(yáng)能電池是由單晶硅制成的太陽(yáng)能電池板，是早發(fā)展和成熟的技術(shù)。與其他電池相比，單晶硅太陽(yáng)能電池板性能穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換效率高。目前，大規(guī)模生產(chǎn)商用電池的效率已達(dá)到17%-22%。
由于技術(shù)的進(jìn)步，價(jià)格也在下降，一度長(zhǎng)期占據(jù)的市場(chǎng)份額，但由于生產(chǎn)成本高，多晶硅太陽(yáng)能電池板自1998年以來(lái)，年產(chǎn)量已超過(guò)多晶硅。
然而，在下一個(gè)千年里，單晶硅太陽(yáng)能電池板將繼續(xù)發(fā)展。通過(guò)大規(guī)模生產(chǎn)和超薄開(kāi)發(fā)，有望進(jìn)一步降低成本，保持較高的市場(chǎng)份額。