硅有晶態(tài)和無定形兩種同素異形體。晶態(tài)硅又分為單晶硅和多晶硅，它們均具有金剛石晶格，晶體硬而脆，具有金屬光澤，能導電，但導電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導體性質。

單晶硅在日常生活中是電子計算機、自動控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科學技術中不可缺少的基本材料。電視、電腦、冰箱、電話、手表、汽車，處處都離不開單晶硅材料，單晶硅作為科技應用普及材料之一，已經滲透到人們生活中的各個角落。

單晶硅在火星上是火星探測器中太陽能轉換器的制成材料?；鹦翘綔y器在火星上的能量全部來自太陽光，探測器白天休息---利用太陽能電池板把光能轉化為電能存儲起來，晚上則進行科學研究活動。也就是說，只要有了單晶硅，在太陽光照到的地方，就有了能量來源。

單晶硅在太空中是航天飛機、宇宙飛船、人造衛(wèi)星必不可少的原材料。人類在征服宇宙的征途上，所取得的每一步進步，都有著單晶硅的身影。航天器材大部分的零部件都要以單晶硅為基礎。離開單晶硅，衛(wèi)星會沒有能源，沒有單晶硅，航天飛機和宇航員不會和地球取得聯(lián)系，單晶硅作為人類科技進步的基石，為人類征服太空作出了不可磨滅的貢獻。

單晶硅主要用于制作半導體元件。

用途： 是制造半導體硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶體管、二極管、開關器件等

熔融的單質硅在凝固時硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶硅。

單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。

單晶硅棒是生產單晶硅片的原材料，隨著國內和國際市場對單晶硅片需求量的快速增加，單晶硅棒的市場需求也呈快速增長的趨勢。

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的要求也越高。單晶硅按晶體伸長方法的不同，分為直拉法（CZ）、區(qū)熔法（FZ）和外延法。直拉法、區(qū)熔法伸長單晶硅棒材，外延法伸長單晶硅薄膜。直拉法伸長的單晶硅主要用于半導體集成電路、二極管、外延片襯底、太陽能電池。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、電視機等系列產品。晶體直徑可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于集成電路領域。

由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）單晶硅材料應用廣。在IC工業(yè)中所用的材料主要是CZ拋光片和外延片。存儲器電路通常使用CZ拋光片，因成本較低。邏輯電路一般使用價格較高的外延片，因其在IC制造中有更好的適用性并具有消除Latch－up的能力。

硅片直徑越大，技術要求越高，越有市場前景，價值也就越高。

非晶硅太陽電池板

非晶硅太陽能電池板的厚度小于lum，小于晶硅太陽能電池板厚度的1/100，可以節(jié)省硅材料的短缺，大大降低制造成本。由于分解沉積溫度較低(200℃左右)，能耗小，成本較低，適合大規(guī)模生產。單片電池面積大(如0.5mx1.0米)，整潔美觀。

在太陽光譜可見范圍內，非晶硅的吸收系數比晶硅大一個數量級。非晶硅太陽電池板的光譜響應峰值與太陽光譜的峰值接近。由于非晶硅材料的本征吸收系數很大，因此非晶硅太陽能電池板在弱光下的發(fā)電能力遠高于晶硅太陽能電池板。

1980年非晶硅太陽能電池板商業(yè)化后，日本三洋電機股份有限公司率先制造了計算器電源。此后，其應用范圍逐漸從手表、計算器、玩具等多種電子消費品擴展到家用光伏發(fā)電廠。非晶硅太陽能電池板具有成本低、生產規(guī)模大、與建筑一體化等優(yōu)點，具有巨大的市場潛力。