单晶硅硅片是怎么制作的？

硅在自然界中含量很高，说烂大街也不为过，在地壳中的含量高达26.3％，仅次于氧，而硅和氧在一起就组成了自然界中随处可见的沙子，也就是高中化学中常说的二氧化硅，所以在制造硅片的第一步就是要把二氧化硅还原成硅锭，然后通过提纯直拉取出一根很长的硅棒，最后对这根硅棒进行切割、研磨和抛光，切出一张张光盘一样的硅片。

当然，在制造硅片时用的沙子并不是我们常见的建筑所用的沙子，而是硅含量更高的硅石，其主要成分和沙子一样是二氧化硅，但是要比沙子中的硅含量更纯粹一些，硅片的诞生一共要经历三重熔炼提拉，分别为硅石到硅锭，硅锭到硅棒，而硅棒这一环节又分为多晶硅和单晶硅两步。

上一期我们讲了多晶硅的制造，而单晶硅的制造就是在多晶硅的基础之上进行的，考虑到单晶硅其晶格均匀连续，电学性质稳定的特点，硅在太阳能电池片的应用中采用的最多的就是单晶硅，具体步骤就是在石英材质的坩埚中加热融化高纯度多晶硅硅棒，原理就是石英的熔点大概在1700℃，而硅的熔点约为1400℃，只要将温度控制在比石英熔点低比硅熔点高，就能够提炼硅，然后将一小条单晶硅晶种浸入硅溶液中，再缓慢地向上旋转提拉，被拉出的硅溶液会因为温度下降逐渐凝固成固态硅，固态硅的粗细和质量取决于工作温度、旋转速度和提拉速度，这种方法被称为柴可拉斯基法，又被称之为直拉法或提拉法。

除此之外，还有浮带法，又叫区域熔炼法，就是在多晶硅硅棒上套上一个环形加热器，原理就是将硅棒分段熔融在凝固，利用固相和液相的杂质差进行单晶硅的精炼和纯化。