單晶硅具有準(zhǔn)金屬的物理性質(zhì),有較弱的導(dǎo)電性,其電導(dǎo)率隨溫度的升高而增加;有顯著的半導(dǎo)電性。超純的單晶硅是本征半導(dǎo)體。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其導(dǎo)電的程度,而形成P型硅半導(dǎo)體;如摻入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高導(dǎo)電程度,形成N型硅半導(dǎo)體。
單晶硅主要應(yīng)用于太陽能電池。應(yīng)用早的是硅太陽能電池,其轉(zhuǎn)換效率高,技術(shù)為成熟,多用于光照時間少,光照強(qiáng)度小、勞動力成本高的區(qū)域,如航空航天領(lǐng)域等。通過采用不同的硅片加工及電池處理技術(shù),國內(nèi)外各科研機(jī)構(gòu)和電池廠家都生產(chǎn)制備出了較率的單晶硅電池。
太陽能電池用單晶硅片,一般有兩種形狀,一種是圓形,另一種是方形。以圓形硅片為例,其加工工藝流程為:單晶爐取出單晶-檢查重量、量直徑和其他表觀特征-切割分段-測試-清洗-外圓研磨-檢測分檔-切片-倒角-清洗-磨片-清洗-檢驗-測厚分類-化學(xué)腐蝕-測厚檢驗-拋光-清洗-再拋光-清洗-電性能測-檢驗-包裝-儲存。
線鋸在切割之間需要更換切割線和研磨漿,維護(hù)的速度越快,總體的生產(chǎn)力就越高。
生產(chǎn)商必須平衡這些相關(guān)的因素使生產(chǎn)力達(dá)到化。更高的切割速度和更大的荷載將會加大切割切割線的拉力,增加切割線斷裂的風(fēng)險。由于同一硅塊上所有硅片是同時被切割的,只要有一條切割線斷裂,所有部分切割的硅片都不得不丟棄。 然而,使用更粗更牢固的切割線也并不可取,這會減少每次切割所生產(chǎn)的硅片數(shù)量,并增加硅原料的消耗量。