一楼的有一点说错了,3、4寸的棒子现在已经没有用在太阳能电池片的制造了,太阳能电池片已经在向8寸发展了,目前常规都是6寸居多
半导体主要具有三大特性:
1.热敏特性
半导体的电阻率随温度变化会发生明显地改变。例如纯锗,湿度每升高10度,它的电阻率就要减小到原来的1/2。温度的细微变化,能从半导体电阻率的明显变化上反映出来。利用半导体的热敏特性,可以制作感温元件——热敏电阻,用于温度测量和控制系统中。
值得注意的是,各种半导体器件都因存在着热敏特性,在环境温度变化时影响其工作的稳定性。
2.光敏特性
半导体的电阻率对光的变化十分敏感。有光照时、电阻率很小;无光照时,电阻率很大。例如,常用的硫化镉光敏电阻,在没有光照时,电阻高达几十兆欧姆,受到光照时。电阻一下子降到几十千欧姆,电阻值改变了上千倍。利用半导体的光敏特性,制作出多种类型的光电器件,如光电二极管、光电三极管及硅光电池等。广泛应用在自动控制和无线电技术中。
3.掺杂特性
在纯净的半导体中,掺人极微量的杂质元素,就会使它的电阻率发生极大的变化。例如。在纯硅中掺人。百万分之—的硼元素,其电阻率就会从214000Ω·cm一下于减小到0.4Ω·cm,也就是硅的导电能为提高了50多万倍。人们正是通过掺入某些特定的杂质元素,人为地精确地控制半导体的导电能力,制造成不同类型的半导体器件。可以毫不夸张地说,几乎所有的半导体器件,都是用掺有特定杂质的半导体材料制成的。
扩展资料
1、半导体的组成部分
半导体的主要由硅(Si)或锗(Ge)等材料制成,半导体的导电性能是由其原子结构决定的。
2、半导体分类
(1)半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。
锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
(2)按照其制造技术可以分为:集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。
此外还有以应用领域、设计方法等进行分类,虽然不常用,但还是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。此外,还有按照其所处理的信号,可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。
3、半导体的作用与价值
目前广泛应用的半导体材料有锗、硅、硒、砷化镓、磷化镓、锑化铟等。其中以锗、硅材料的生产技术较成熟,用的也较多。
用半导体材料制成的部件、集成电路等是电子工业的重要基础产品,在电子技术的各个方面已大量使用。半导体材料、器件、集成电路的生产和科研已成为电子工业的重要组成部分。在新产品研制及新技术发展方面,比较重要的领域有:
(1)集成电路 它是半导体技术发展中最活跃的一个领域,已发展到大规模集成的阶段。在几平方毫米的硅片上能制作几万只晶体管,可在一片硅片上制成一台微信息处理器,或完成其它较复杂的电路功能。集成电路的发展方向是实现更高的集成度和微功耗,并使信息处理速度达到微微秒级。
(2)微波器件 半导体微波器件包括接收、控制和发射器件等。毫米波段以下的接收器件已广泛使用。在厘米波段,发射器件的功率已达到数瓦,人们正在通过研制新器件、发展新技术来获得更大的输出功率。
(3)光电子器件 半导体发光、摄象器件和激光器件的发展使光电子器件成为一个重要的领域。它们的应用范围主要是:光通信、数码显示、图象接收、光集成等。
将光能转化为电能 简单的说吧。就是由于光子的能量照射到硅和锗构成的半导体PN结中的电子孔穴位置,而电子就会产生迁跃,从而在两端的半导体硅中产生电压,如果该电压形成回路,则产生电流。duoJInggul to一yongnengd一oneh- 多晶硅太阳能电池(polyerystaline一silicon solar cen)用多晶硅材料制成的pn结太阳能电 池。多晶硅是由许多细小的单晶顺粒非定向排列而成, 所以它的许多基本特性都和单晶硅相同。主要区别是 多晶硅中的单晶颗粒之间存在着晶界,而晶界往往有 许多非晶态硅原子和杂质原子。紧邻晶界的晶粒中,位 错、缺陷、应力、应变也较多,使得多晶硅中由人射光 激发而产生的光生载流子的寿命比较短,因而多晶硅 太阳能电池中的复合电流大,开路电压、短路电流、填 充因子及效率均没有单晶硅电池高。而一般的光电特 ~10种硅带技术在研究,其中有四种比较成熟,即:① 定边喂膜法(EFG)②跳状枝晶法(DB)③硅筒法 (SB)④电喷法。这四种方法获得的带硅厚约200料m. 沿带硅生长方向看,晶较取向比较一致,而沿带宽方向 看,晶向比较复杂,所以常称这种有纤维状晶体结构的 带硅为半晶硅。用半晶硅片制成的太阳能电池,平均效 率已突破10%,有的已达15%。其中:①定边喂膜法, 是用刻有狭缝的石墨模具浸人硅熔液,靠毛细现象,硅 液沿狭缝上升,用籽晶硅片把硅液沿狭缝冷凝后向上 拉伸,即得到等宽等厚的带硅②跳状枝晶法,是用两 根细籽晶平行伸入硅熔液,靠表面张力,硅液在籽晶之 间形成一个蹼状弯月面状的硅膜,把籽晶向上提伸.这 种蹼状硅膜同时伸长,形成蹼状带硅③硅筒法,是用 宽约125 mm、厚约0.2 mm的9片籽晶,围成8边形, 伸人硅熔液,然后向上提拉,即可得到一个8边形的硅 筒,用激光分割后,即可得到厚度均匀、质量较好的硅 片。由于硅筒生长速度快、切片损耗低,用硅筒基片制 成的太阳能电池的效率已达12%~14.5%,因而已具 备产业化的条件④电喷法,是由多晶硅粉末电喷到耐 高温衬底上,形成宽60cm、长数米、可以绕曲的多晶 硅带。用这种电喷多晶硅带材料制成的光伏组件,典型 的参数为:输出功率尸。、匕90Wp,短路电流I、一5.8 A,开路电压Voc二21.gV,几何尺寸(LxwxH)- 1633 mm派660 mmX35mm。 (5)太阳级硅:一般认为它是一种能够制造出效率 大于10%的太阳能电池用的廉价硅.虽然已经花费了 巨额经费摸索了多种杂质元素对太阳能电池的影响, 但是至今尚无关于太阳级硅的精确定义。目前正在设 法从沸腾床反应炉和从冶金硅直接纯化法制备太阳级 硅。用锌催化从沸腾床反应炉产出的高纯颗粒状多晶 硅,已可用作硅太阳能电池的原料。 性和制作工艺与单晶硅太阳能电池相同. 因为拉制单晶硅需要消耗大量能源以及昂贵的高 纯石英增祸,人们从20世纪60年代起探索以多晶硅 作为制造太阳能电池的材料。其中主要有: (l)薄膜多晶硅:在廉价的衬底(如冶金硅、石墨、 陶瓷以至于金属)上,用化学汽相沉积(VCD)法、等 离子增强的化学汽相沉积(PCDV)法和金属有机物化 学汽相沉积(M〔X二VD)法,生长一层20~50拌m的多 晶薄层,由此做成的多晶硅太阳能电池效率已大于 10肠。 (2)铸锭多晶硅:用石墨增涡把熔融硅定向冷却, 以获得晶界纵向排列、晶粒粗大的多晶硅锭,用多线切 俐机或内圆切割机切成。.2~0.4讯m厚的大面积多 晶硅片。以此制成的多晶硅太阳能电池,效率已达 17%~18写.与拉制单晶硅相比,这种铸锭硅生产周期 短、产t大(单个铸锭已达240 kg)、价格低。在德国, 这种太阳能电池已经开始取代单晶硅成为第二代实用 ┌—┬—┬—┬——┬—┐ │ │ │ │ │ │ │ │ ├—┼——┼—┤ │ │ │! │盯- │ │ └—┴—┴—┴——┴—┘ 柱形晶粒的多晶硅 太阳能电池 的太阳能电池。图示为 这种多晶硅太阳能电 池的示意图. (3)片状多晶硅: 当液体硅滴到旋转的 平台上,很快可以形成 一片厚约0.1~o·2 mm的多晶硅片。用这种称为滴转法制成的多晶硅太 阳能电池,效率已突破10%. (4)带状多晶硅:直接从硅液中拉出多晶带作为电 池的羞体材料,然后用激光切割成方形太阳能电池基 片.它不擂机械切割,可节省一半硅材料,还可节省为 消除机械切割损伤所必需的清洗、腐蚀试剂和人工。这 种降低成本的途径已引起人们的注意.
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