對于以硅片為基底的光伏電池來說,晶體硅(c-Si)原料和切割成本在電池總成本中占據(jù)了的部分。光伏電池生產(chǎn)商可以通過在切片過程中節(jié)約硅原料來降低成本。降低截口損失可以達到這個效果,截口損失主要和切割線直徑有關(guān),是切割過程本身所產(chǎn)生的原料損失。提升機臺產(chǎn)量。讓硅片變得更薄同樣可以減少硅原料消耗。在過去的十多年中,硅片厚度將變成 100μm. 減少硅片厚度帶來的效益是驚人的,從330μm 到 130μm,光伏電池制造商多可以降低總體硅原料消耗量多達60%。
在米粒大的硅片上,已能集成16萬個晶體管。這是何等精細的工程!這是多學(xué)科協(xié)同努力的結(jié)晶,是科學(xué)技術(shù)進步的又一個里程碑。地殼中含量達25.8%的硅元素,為單晶硅的生產(chǎn)提供了取之不盡的源泉。由于硅元素是地殼中儲量豐富的元素之一,對太陽能電池這樣注定要進入大規(guī)模市場(mass market)的產(chǎn)品而言,儲量的優(yōu)勢也是硅成為光伏主要材料的原因之一。
單晶硅片:硅的單晶體,是一種具有基本完整的點陣結(jié)構(gòu)的晶體。不同的方向具有不同的性質(zhì),是一種良好的半導(dǎo)材料。純度要求達到99.9999%,甚至達到99.9999999%以上。用于制造半導(dǎo)體器件、太陽能電池等。用高純度的多晶硅在單晶爐內(nèi)拉制而成。
單晶硅圓片按其直徑分為6英寸、8英寸、12英寸(300毫米)及18英寸(450毫米)等。直徑越大的圓片,所能刻制的集成電路越多,芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片對材料和技術(shù)的要求也越高。單晶硅按晶體生長方法的不同,分為直拉法(CZ)、區(qū)熔法(FZ)和外延法。直拉法、區(qū)熔法生長單晶硅棒材,外延法生長單晶硅薄膜。直拉法生長的單晶硅主要用于半導(dǎo)體集成電路、二極管、外延片襯底、太陽能電池。目前晶體直徑可控制在Φ3~8英寸。區(qū)熔法單晶主要用于高壓大功率可控整流器件領(lǐng)域,廣泛用于大功率輸變電、電力機車、整流、變頻、機電一體化、節(jié)能燈、電視機等系列產(chǎn)品,目前直徑可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于集成電路領(lǐng)域。