太阳电池加工技术问答PDF电子书下载

第1章 有关能源和太阳能方面的基础知识　 1

1-1　什么是能源？能源有多少种？ 1

1-2　能源与社会经济有什么关系？ 2

1-3　能源与人口有什么关系？ 2

1-4　能源与环境有什么关系？ 3

1-5　什么是3E？3E之间的矛盾何在？ 3

1-6　能源问题的出路何在？ 5

1-7　作为21世纪新能源的必要条件是什么？ 5

1-8　什么是太阳能？ 5

1-9 太阳的构造是怎样的？太阳能的资源有多少？ 6

1-10　到达地球的太阳能是多少？ 6

1-11　什么是光？什么是辐射光谱？ 7

1-12　什么是日照强度？什么是日照量？ 8

1-13 什么是太阳常数？太阳常数是多少？ 10

1-14　太阳辐射有什么规律？我国哪些地区太阳辐射量大？ 11

1-15 太阳能能量的转换方式有几种？太阳能发电的方式有几种？ 12

第2章　半导体的基础知识　 13

2-1　什么是半导体？半导体有哪些独特性能？ 13

2-2　半导体材料的种类有多少？ 14

2-3　什么是电阻率？什么是电导率？ 15

2-4　半导体与（金属）导体有什么不同？ 16

2-5 为什么半导体的导电不如导体？ 17

2-6　杂质在半导体中有什么作用？ 18

2-7　什么是纯度？ 18

2-8　什么是3N？什么是ppb？ 19

2-9　为何采用硼含量来表示纯度？为何采用测量电阻率来测定纯度？ 19

2-10　半导体中的杂质可分为哪两类？电中性杂质对半导体有哪些作用？ 20

2-11 杂质在半导体的晶格中占什么位置？ 21

2-12　什么是载流子？什么是带正电的载流子？ 21

2-13　什么是载流子浓度？ 21

2-14　什么是载流子迁移率？ 22

2-15　什么是载流子复合？什么是平衡状态？什么是寿命？ 23

2-16　什么是多数载流子？什么是少数载流子？ 23

2-17　什么是P型半导体？什么是N型半导体？ 23

2-18　什么是P-N结？P-N结是怎样形成的？ 24

2-19 P型和N型半导体独立存在时是怎样的情况？形成P-N结后又是怎样的情况？ 24

2-20　什么是P-N结的单向导电性？ 25

2-21　什么是光生伏特效应？ 26

2-22 什么是漂移电流？什么是扩散电流？ 26

2-23　什么是P-I-N结？ 27

2-24　半导体是怎样导电的？ 27

2-25 什么是本征半导体？什么是杂质半导体？ 27

2-26　什么是正离子？什么是负离子？ 28

2-27　什么是电子云？什么是自由电子？ 28

2-28　什么是共价键？什么是空穴？ 29

2-29　什么是能级？什么是能带？ 29

2-30　什么是禁带？什么是价带、导带和满带？ 30

2-31 为什么说电子在满带中是不能导电的？为什么说电子在导带中是可以导电的？ 31

2-32　导体、半导体和绝缘体的能带有什么不同？ 31

2-33　什么是浅能级杂质？什么是深能级杂质？ 32

2-34　什么是分凝系数？ 33

2-35　什么是偏析提纯法？ 33

2-36　什么是晶体缺陷？什么是位错？ 34

2-37　什么是晶胞？什么是各种晶系与晶格？ 35

2-38　什么是霍尔效应？ 36

第3章　太阳能光伏电池及其生产工艺　 38

3-1　太阳能光伏电池是什么时候发明的？它的发展历史是怎样的？ 38

3-2　太阳能光伏电池有几种类型？ 40

3-3　太阳能光伏发电有哪些优点？太阳能光伏发电的前景如何？ 42

3-4　怎样来分辨太阳能光伏电池是用哪种材料制造的？ 43

3-5 用不同材料制造的太阳能光伏电池有哪些特点？ 44

3-6　太阳能光伏电池除了用于人造卫星等及日常生活的小型电子产品外，还可用于哪些方面？ 45

3-7　太阳能光伏电池是怎样发电的？ 47

3-8 目前太阳能光伏电池的效率是怎样的？ 47

3-9　什么是单晶硅太阳能光伏电池？单晶硅太阳能光伏电池是怎样生产的？ 47

3-10　单晶硅太阳能光伏电池的主要结构是怎样的？ 49

3-11 晶体硅光伏电池片是怎样生产的？ 49

3-12　什么是绒面结构？绒面是怎样制作的？ 50

3-13　单晶硅太阳能光伏电池的P-N结是怎样制备的？ 51

3-14　什么是铝背场？铝背场是怎样制备的？ 52

3-15　金属电极是怎样制备的？ 53

3-16　什么是减反射层？减反射层是怎样制备的？ 53

3-17　多晶硅可以直接用来生产太阳能光伏电池吗？多晶硅太阳能光伏电池有哪些优缺点？ 54

3-18　多晶硅太阳能光伏电池是怎样生产的？ 55

3-19　多晶硅铸锭炉是生产多晶硅的吗？为什么说多晶硅铸锭炉对硅也有提纯作用？ 57

3-20　为什么说太阳电池的“祖先”是硅二极管？ 57

3-21　什么是熔铸法？什么是印带法？ 57

3-22　单晶硅棒是怎样变成硅片的？ 57

3-23　我国的多丝切割技术和抛光技术已达到何种水平？ 59

3-24　配制切割料浆应该注意的事项有哪些？线切割硅片上的线痕是怎么形成的？ 59

3-25　什么是外延？ 60

3-26　外延生长工艺有什么新的进展？ 62

3-27　什么是扩散？ 62

3-28　什么是离子注入？ 63

3-29　什么是氧化？ 63

3-30　什么是薄膜太阳能光伏电池？ 64

第4章　有关硅材料的基础知识　 66

4-1 为什么说硅占据电子半导体材料当之无愧的“第一把交椅”？ 66

4-2　什么是硅？硅有什么性质？ 67

4-3　何谓非晶硅？何谓单晶硅？何谓多晶硅？ 67

4-4　何谓工业硅？ 68

4-5　工业硅是怎样生产的？ 68

4-6　对工业硅有什么要求？ 69

4-7　什么是微晶硅？ 70

4-8 为何太阳能光伏电池多以硅为原料？ 70

4-9　什么是硅石？ 70

4-10　什么是石英粉？ 71

4-11　什么是白炭黑？ 71

4-12　硅材料的电阻与纯度有何关系？ 72

4-13　什么是太阳能级多晶硅？ 72

4-14　原子的基本结构是怎样的？ 73

4-15　为什么说硅是四族元素？ 73

第5章　硅烷、三氯氢硅、二氯二氢硅和四氯化硅的生产　 75

5-1　什么是硅烷？ 75

5-2　硅烷是怎样制备的？ 76

5-3　硅化镁是怎样制备的？ 76

5-4　工业硅是怎样选择与处理的？ 77

5-5　对生产四氯化硅所用的氯是怎样处理的？ 77

5-6　四氯化硅是怎样制备的？ 78

5-7 对制备三氯氢硅所用的氯化氢是怎样处理的？ 80

5-8　什么是三氯氢硅？三氯氢硅是怎样制备的？ 80

5-9　什么是固定炉？什么是沸腾炉？ 82

5-10　一般四氯化硅和三氯氢硅中有哪些伴随物？ 83

5-11 什么是二氯二氢硅？二氯二氢硅是怎样生产的？ 84

5-12　何谓沸点？何谓饱和蒸气、饱和蒸气压？ 85

5-13　何谓物理提纯？何谓化学提纯？ 85

5-14　何谓易挥发组分？何谓难挥发组分？何谓低沸点、高沸点？ 86

5-15　何谓回流比？ 86

5-16　何谓理论塔板？何谓塔的全流量？ 87

5-17　何谓液泛现象？何谓液泛温度？ 87

5-18　什么是精馏法？ 87

5-19　精馏塔有哪几种？ 87

5-20　什么是填料塔？ 88

5-21　什么是筛板塔？ 89

5-22　怎样区分精馏中的三个组分？四氯化硅或三氯氢硅是怎样精馏的？ 89

5-23 四氯化硅的颜色太重是什么原因？ 92

5-24　什么是吸附提纯法？ 92

5-25　精馏塔中的爆响是怎么回事？ 92

5-26　什么是湿氮去磷法？ 93

第6章　多晶硅的制备　 94

6-1　什么是物理法和化学法？常见的提纯方法有哪几种？ 94

6-2　多晶硅的传统生产方法有几种？ 95

6-3　什么是四氯化硅氢还原法？ 96

6-4　什么是改良西门子法？它的优缺点是什么？ 97

6-5　什么是硅烷裂解法？ 98

6-6　什么是三氯氢硅和四氯化硅混合源生产多晶硅的方法？ 99

6-7 什么是多晶硅和石英玻璃联合制备法？ 99

6-8　多晶硅和石英玻璃的联合制备法有哪些优点？ 101

6-9 三氯氢硅合成的尾气是怎样回收的？ 103

6-10　还原炉尾气中的氢气、四氯化硅和三氯氢硅是怎样回收的？ 104

6-11　什么是干法回收？ 105

6-12 四氯化硅加氢是怎么回事？ 107

6-13　一种没有四氯化硅排放的多晶硅生产法是怎么回事？ 107

6-14 四氯化硅和三氯氢硅的氢还原的温度是多少？ 109

6-15　还原炉的启动方法有几种？ 109

6-16　有几种吸附方法？ 109

6-17　什么是还原炉？ 110

6-18　什么是流化床？ 113

6-19　什么是铸造多晶硅？ 114

6-20　用于拉制单晶硅的多晶硅材料一般为什么形态？ 115

6-21 为何说多晶硅是光伏产业大厦的基石？ 115

6-22　什么是还原炉节能器？ 115

6-23　什么是夹层？ 115

6-24　什么是冶金法生产太阳能级多晶硅？ 116

6-25　什么是气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅？ 116

第7章　单晶硅的制备　 117

7-1 什么是单晶硅？单晶硅的生产方法有哪几种？ 117

7-2　直拉法是怎样制造单晶硅的？ 118

7-3　什么是区熔提纯法？区熔提纯法有哪些优点？哪些材料不宜采用区熔提纯法？ 119

7-4　什么是悬浮区熔法？ 120

7-5 悬浮区熔法生长单晶有什么优缺点？ 121

7-6　有分解压的材料怎么拉单晶？ 122

7-7　什么是液封直拉法？ 123

7-8　掺杂方法有哪几种？ 123

7-9　拉单晶时会出现哪些不正常现象？ 124

7-10　直拉法和区熔法生产单晶硅各有哪些缺点？ 124

7-11 单晶硅是必须要以多晶硅为原料吗？ 125

7-12　直拉单晶炉中的晶体和坩埚是怎样旋转的？坩埚里的固液界面是怎样变化的？ 125

7-13　什么是直拉单晶炉？什么是区熔单晶炉？ 125

7-14　什么是基磷？什么是基硼？ 126

7-15　单晶硅中都含有哪些杂质？ 126

7-16 氧杂质对单晶硅有什么影响？什么是内吸杂工艺？ 127

7-17　碳杂质对单晶硅有什么影响？ 127

7-18　金属杂质对单晶硅有什么影响？ 127

7-19　单晶硅中有哪些缺陷？ 128

7-20　单晶硅中的位错对太阳能光伏电池有何影响？怎样避免产生位错？ 128

7-21 晶体旋转和坩埚旋转对单晶生长界面有何影响？ 129

7-22　为使单晶生长界面尽量平坦，在拉晶时采取哪些措施？ 129

7-23　直拉单晶生长界面为什么出现凸、平、凹变化？ 129

7-24　在直拉单晶整个生长过程中，热传输方式如何变化？ 129

7-25 哪些因素影响硅单晶径向电阻率均匀性？为了使径向电阻率均匀，可采取哪些方法？ 130

7-26 哪些因素影响硅单晶纵向电阻率均匀性？如何使硅单晶电阻率均匀？ 130

7-27　什么是温度振荡？如何消除温度振荡？ 130

7-28 如何防止产生硅跳、挂边和搭桥？一旦出现如何处理？ 130

7-29　什么是籽晶？什么是石英坩埚？ 130

7-30　什么是真空？什么是真空度？ 131

第8章　有关其他材料的性质及制造　 132

8-1 制造太阳能光伏电池都用什么材料？ 132

8-2　什么是氢气？氢气有哪些用途？氢气是怎样生产的？ 132

8-3　什么是氯气？氯气有哪些用途？氯气是怎样生产的？ 136

8-4　什么是氯化氢？氯化氢有哪些用途？氯化氢是怎样生产的？ 137

8-5 什么是氧气？氧气有哪些用途？氧气是怎样生产的？ 139

8-6　什么是氮气？氮气有哪些用途？ 140

8-7　什么是氩气？氩气有哪些用途？ 141

8-8　氢气是怎样净化的？ 141

8-9　什么是钯膜？什么是钯管？ 146

8-10　什么是变压吸附法？ 146

8-11 什么是硅胶？什么是分子筛？ 147

8-12　氯碱工业的副产品氢气能用来生产多晶硅吗？氯碱氢气怎样净化？ 148

8-13　氮气是怎样生产的？ 149

8-14　氮气中的氧是怎样除掉的？氮气中除氧后为何还要通过分子筛处理才可以用？ 149

8-15　什么是天然水？什么是纯水？ 150

8-16　什么是蒸馏水？ 150

8-17　什么是去离子水？ 151

8-18　什么是纯水？什么是高纯水？ 151

8-19　什么是石英玻璃？ 152

8-20　什么是天然石英玻璃？什么是合成石英玻璃？ 153

8-21　石英玻璃在太阳能光伏工业中有何用处？ 154

8-22　什么是析晶？怎样来防止石英玻璃析晶呢？ 155

8-23　什么是砷化镓？ 155

8-24　什么是氮化镓？ 156

8-25　什么是碳化硅？ 156

8-26　什么是工业氢、超纯氢、高纯氢、纯氢？ 157

8-27　各种行业对氢气有什么要求？ 157

8-28　什么是不锈钢？“不锈”的原理是什么？ 158

8-29 不锈钢为什么会有吸磁与不吸磁？ 158

8-30　什么是304不锈钢？ 159

第9章　有关用电的知识和电气设备　 160

9-1 什么是电？什么是直流电？什么是交流电？ 160

9-2 什么是电流强度？什么是电流密度？ 160

9-3　什么是电阻？ 160

9-4　什么是电能量？什么是电功率？ 161

9-5　什么是电流的热效应？怎样计算电流的热效应？ 161

9-6　什么是有功功率？什么是无功功率？什么是视在功率？ 161

9-7　什么是功率因数？怎样才能提高功率因数？ 162

9-8 怎样选择电阻炉电阻丝的直径？ 162

9-9　什么是趋肤效应？为什么交变电流会产生趋肤效应？ 163

9-10　什么是导体的欧姆电阻和有效电阻？ 164

9-11 什么是电流透入深度？它有什么实际意义？ 164

9-12　什么是可控硅？可控硅的工作原理是什么？ 164

9-13　什么是整流和逆变？ 165

9-14　还原炉为何要采用交流电加热？ 165

9-15　何谓无触点开关？ 165

9 16　多晶硅有怎样的导电特性？ 165

9-17　还原炉的伏安特性是怎样的？ 166

9-18　还原炉热载体的种类有哪几种？ 166

9-19 用硅芯作为发热体为何要用高压电击穿？ 167

9-20　钼丝炉有什么优点？ 167

第10章　有关环保节能的问题　 168

10-1　为何要环保节能？ 168

10-2　还原炉为何要用油冷却？ 168

10-3　可以采用蒸汽冷却还原炉吗？ 169

10-4　怎样采用热油制冷？ 169

10-5　精馏塔怎么节能？ 169

10-6 增加还原炉的硅棒数可以节能吗？ 169

10-7 多晶硅生产为何要与石英玻璃联产？ 170

10 8 为何要用还原尾气来生产白炭黑？ 170

10 9 为何要用还原尾气来生产盐酸？ 170

10-10 为何要用还原尾气来生产有机硅？ 171

10-11 可以让四氯化硅与三氯氢硅一起进还原炉吗？ 171

10-12 为何从还原炉排出的尾气首先要进入节能器？ 171

10-13 为何还原炉的尾气最终还需用淋洗法处理后才可排放？ 171

第11章　有关安全生产、事故防范与处理 　 172

11-1 在太阳能光伏电池的生产中为何非要强调安全生产呢？ 172

11-2　氢气有哪些危险性？ 172

11-3　氧气有哪些危险性？ 172

11-4　三氯氢硅有哪些危险性？ 172

11-5 四氯化硅有哪些危险性？ 173

11-6 氢气设备对厂房有什么要求？ 173

11-7 对四氯化硅合成和提纯厂房有什么要求？ 174

11-8 对三氯氢硅合成和提纯厂房有什么要求？ 174

11-9　对氢气净化厂房有什么要求？ 175

11-10 对多晶硅氢还原厂房有什么要求？ 175

11-11 对石英玻璃制砣厂房有什么要求？ 175

11-12　对四氯化硅或三氯氢硅合成和提纯设备有什么要求？ 175

11-13　对氢气净化设备有什么要求？ 175

11-14　对多晶硅氢还原设备有什么要求？ 176

11-15 对石英玻璃制砣设备有什么要求？ 176

11-16　对氢气管道有什么要求？ 176

11-17　对氧气管道有什么要求？ 177

11-18 为什么氢气管路上要加阻火器？ 178

11-19 为什么使用氢气的厂房不宜采用有井字梁的结构？ 178

11-20 为什么使用氢气的厂房屋顶不宜采用机械排风？ 178

11-21 为何多晶硅和外延生产厂房要上下都有通风口？ 179

11-22 为什么硅烷的储存需要用高纯氮或氢稀释？ 179

11-23 为什么三氯氢硅的储罐需要用水降温？ 179

11-24　多晶硅生产中跑漏料该怎么办？ 179

11-25　何谓气体置换？ 180

11-26 为什么氧气阀门不能碰到油污？ 180

11-27 电气设备发生火灾应采取怎样的灭火措施？ 180

11-28 为什么四氯化硅跑漏时要用氨水去处理？ 182

11-29　三氯氢硅操作应注意哪些问题？ 182

11-30　什么是静电效应？ 183

11-31　静电有哪些危害？怎样防止？ 184

11-32 为何非要等还原炉、单晶炉降温后才能让产品出炉？ 184

11-33　什么是石英化？ 185

11-34 对于四氯化硅和三氯氢硅储运方面都有什么规定？ 185

11-35 为什么氧气瓶在使用中要留有一定压力的余气？ 185

11-36 为什么氢气、氧气瓶绝对不能混用？ 186

第12章　有关对硅太阳能光伏电池生产工艺的改进及展望　 187

12-1 多晶硅生产对环境有什么影响？如何改进？ 187

12-2 多晶硅生产耗能为何高？如何改进？ 187

12-3　怎样提高单位时间的厚度沉积速率？ 188

12-4　加大硅芯直径对产率有什么影响？ 191

12-5　加大硅棒的最终直径对产率有什么影响？ 193

12-6　有哪些新式精馏方法？有哪些新式精馏塔？ 194

12-7 为何说多晶硅生产厂最好建在氯碱工厂旁边？ 195

12-8　为何说多晶硅生产厂最好建在大海中？ 195

12-9 什么是带硅？目前有几种带硅的生产技术？ 195

12-10　有可以替代硅的材料吗？ 196

12-11　太阳能光伏电池的前景是怎样的？ 196

参考文献　 198