多晶硅
多晶硅是太阳能电池与半导体设备的主要原材料。根据硅纯度，多晶硅可分为太阳能级多晶硅（纯度6个9或以上）与电子级多晶硅（纯度11个9或以上）。多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。多晶硅可作拉制单晶硅的原料，多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如，在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面，远不如单晶硅明显；在电学性质方面，多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著，甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面，两者的差异极小。多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别，但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。
性质
灰色金属光泽。密度2.32~2.34。熔点1410℃。沸点2355℃。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸。硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂。加热至800℃以上即有延性，1300℃时显出明显变形。常温下不活泼，高温下与氧、氮、硫等反应。高温熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，但微量的杂质即可大大影响其导电性。电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下氯化，再经冷凝、精馏、还原而得。
多晶硅可作拉制单晶硅的原料，多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如，在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面，远不如单晶硅明显；在电学性质方面，多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著，甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面，两者的差异极小。多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别，但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。
多晶硅是生产单晶硅的直接原料，是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。被称为“微电子大厦的基石”。
工业生产方法
多晶硅的生产技术主要为改良西门子法和硅烷法。西门子法通过气相沉积的方式生产柱状多晶硅，为了提高原料利用率和环境友好，在前者的基础上采用了闭环式生产工艺即改良西门子法。该工艺将工业硅粉与HCl反应，加工成SiHCI3 ，再让SiHCl3在H2气氛的还原炉中还原沉积得到多晶硅。还原炉排出的尾气H2、SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2 和HCl经过分离后再循环利用。硅烷法是将硅烷通入以多晶硅晶种作为流化颗粒的流化床中，使硅烷裂解并在晶种上沉积，从而得到颗粒状多晶硅。改良西门子法和硅烷法主要生产电子级晶体硅，也可以生产太阳能级多晶硅。西门子法
西门子法是由德国Siemens公司发明并于1954年申请了专利1965年左右实现了工业化。经过几十年的应用和展，西门子法不断完善，先后出现了第一代、第二代和第三代，第三代多晶硅生产工艺即改良西门子法，它在第二代的基础上增加了还原尾气干法回收系统、SiCl4回收氢化工艺，实现了完全闭环生产，是西门子法生产高纯多晶硅技术的最新技术，其具体工艺流程如图1所示。硅在西门子法多晶硅生产流程内部的循环利用。
冶金法
冶金法制备太阳能级多晶硅（Solar Grade Silicon简称SOG—Si），是指以冶金级硅（MetallurgicalGrade Silicon简称MG-Si）为原料（98.5%~99.5%）。经过冶金提纯制得纯度在99.9999%以上用于生产太阳能电池的多晶硅原料的方法。冶金法在为太阳能光伏发电产业服务上，存在成本低、能耗低、产出率高、投资门槛低等优势，通过发展新一代载能束高真空冶金技术，可使纯度达到6N以上，并在若干年内逐步发展成为太阳能级多晶硅的主流制备技术。
不同的冶金级硅含有的杂质元素不同，但主要杂质基本相同，主要包括Al、Fe、Ti、C、P、B等杂质元素。而且针对不同的杂质也研究了一些有效的去除方法。自从1975年Wacker公司用浇注法制备多晶硅材料以来，冶金法制备太阳能级多晶硅被认为是一种有效降低生产成本、专门定位于太阳多级多晶硅的生产方法，可以满足光伏产业的迅速发展需求。针对不同的杂质性质，制备太阳能级多晶硅的技术路线，如图3所示。利用价值
在太阳能利用上，单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。虽然从目前来讲，要使太阳能发电具有较大的市场，被广大的消费者接受，就必须提高太阳电池的光电转换效率，降低生产成本。从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。
工业发展
从工业化发展来看，重心已由单晶向多晶方向发展，主要原因为；[1]可供应太阳电池的头尾料愈来愈少；[2] 对太阳电池来讲，方形基片更合算，通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料；[3]多晶硅的生产工艺不断取得进展，全自动浇铸炉每生产周期（50小时）可生产200公斤以上的硅锭，晶粒的尺寸达到厘米级；[4]由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快，其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产，例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极，采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米，高度达到15微米以上，快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间，单片热工序时间可在一分钟之内完成，采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14%。据报道，目前在50～60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16%。利用机械刻槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17%，无机械刻槽在同样面积上效率达到16%，采用埋栅结构，机械刻槽在130平方厘米的多晶上电池效率达到15.8%。
行业发展对策与建议
1、发展壮大中国多晶硅产业的市场条件已经基本具备、时机已经成熟，国家相关部门加大对多晶硅产业技术研发，科技创新、工艺完善、项目建设的支持力度，抓住有利时机发展壮大中国的多晶硅产业。
2、支持最具条件的改良西门子法共性技术的实施，加快突破千吨级多晶硅产业化关键技术，形成从材料生产工艺、装备、自动控制、回收循环利用的多晶硅产业化生产线，材料性能接近国际同类产品指标；建成节能、低耗、环保、循环、经济的多晶硅材料生产体系，提高我们多晶硅在国际上的竞争力。
3、依托高校以及研究院所，加强新一代低成本工艺技术基础性及前瞻性研究，建立低成本太阳能及多晶硅研究开发的知识及技术创新体系，获得具有自主知识产权的生产工艺和技术。
4、政府主管部门加强宏观调控与行业管理，避免低水平项目的重复投资建设，保证产业的有序、可持续发展。“多晶硅”相关词条：
单晶硅 太阳能路灯 光伏 太阳能充电器 太阳能电池 太阳能 硅 加氢催化剂 晶圆 晶体管自对准技术 太阳能热水器
兆瓦
一千千瓦或一百万瓦特。
太阳能
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。
光伏效应
光生伏特效应简称为光伏效应，指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。
光伏产业
光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统五个环节。上游为硅料、硅片环节；中游为电池片、电池组件环节；下游为应用系统环节。
改良西门子法
改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。
硅烷法
硅烷（SiH4）是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。
流化床法
以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。 制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。
多晶铸锭
多晶铸锭是将熔化的金属倒入永久的或可以重复使用的铸模中制造出来的。凝固之后，这些锭（或棒料、板坯或方坯，根据容器而定）被进一步机械加工成多种新的形状。
定向凝固法
是将硅料放在坩埚中加以熔融，然后将坩埚从热场中逐渐下降或从坩埚底部通上冷源以造成一定的温度梯度，使固液界面从坩埚底部向上移动而形成晶锭。
浇铸法
是将熔化后的硅液从坩埚中倒入另一模具中凝固以形成晶锭，铸出硅锭呈方形，切成的硅片一般尺寸为10cm×l0cm，平均晶粒尺寸从毫米到厘米。
切片
多槽滚轮带动均匀缠绕其上的钢丝作高速运动，钢丝带动黏附的研磨砂对切割工件产生磨削作用，以达到对各类硬脆性工件（如单晶硅、水晶等）进行片状切削的目的。
太阳能电池
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
薄膜太阳能电池
顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳能电池，其用硅量极少，更容易降低成本，同时它既是一种高效能源产品，又是一种新型建筑材料，更容易与建筑完美结合。薄膜太阳电池可以使用在价格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金属片等不同材料当基板来制造，形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm，因此在同一受光面积之下可较硅晶圆太阳能电池大幅减少原料的用量。
单晶硅
硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999％，甚至达到99.9999999％以上。
直拉法（CZ）
首先把多晶硅料和掺杂剂放在石英坩埚中加热熔化。然后把籽晶放于溶硅中，待籽晶周围的溶液冷却后，硅晶体就会依附在籽晶上。在温度和拉速达到要求后把晶体向上提拉。在晶体提拉到预定要求后，会把尾部拉制成锥形，这样一支完整的单晶就形成了。
引晶
通过电阻加热，将装在石英坩埚中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔点的温度，将籽晶浸入熔体，然后以一定速度向上提拉籽晶并同时旋转引出晶体。
缩颈
生长一定长度的缩小的细长颈的晶体，以防止籽晶中的位错延伸到晶体中。
放肩
将晶体控制到所需直径。
等径生长
根据熔体和单晶炉情况，控制晶体等径生长到所需长度。
区熔法（FZ）
用热能在半导体棒料的一端产生一熔区，再熔接单晶籽晶。调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动，通过整根棒料，生长成一根单晶，晶向与籽晶的相同。
准单晶
准单晶（Mono Like ）是基于多晶铸锭的工艺，在长晶时通过部分使用单晶籽晶，获得外观和电性能均类似单晶的多晶硅片。这种通过铸锭的方式形成单晶硅的技术，其功耗只比普通多晶硅多5%，所生产的单晶硅的质量接近直拉单晶硅。简单地说，这种技术就是用多晶硅的成本，生产单晶硅的技术。
准单晶无籽晶铸锭
无籽晶引导铸锭工艺对晶核初期成长控制过程要求很高。一种方法是使用底部开槽的坩埚。这种方式的要点是精密控制定向凝固时的温度梯度和晶体生长速度来提高多晶晶粒的尺寸大小，槽的尺寸以及冷却速度决定了晶粒的尺寸，凹槽有助于增大晶粒。因为需要控制的参数太多，无籽晶铸锭工艺显得尤为困难。
准单晶有籽晶铸锭
当下量产的准单晶技术大部分为有籽晶铸锭。这种技术先把籽晶、硅料掺杂元素放置在坩埚中，籽晶一般位于坩埚底部，再加热融化硅料，并保持籽晶不被完全融掉，最后控制降温，调节固液相的温度梯度，确保单晶从籽晶位置开始生长。
非晶硅
α-Si，又称无定形硅，单质硅的一种形态，棕黑色或灰黑色的微晶体。化学性质比晶体硅活泼。可由活泼金属(如钠、钾等)在加热下还原四卤化硅，或用碳等还原剂还原二氧化硅制得。结构特征为短程有序而长程无序的α-硅。纯α-硅因缺陷密度高而无法使用。采用辉光放电气相沉积法就得含氢的非晶硅薄膜，氢在其中补偿悬挂链，并进行掺杂和制作pn结。非晶硅在太阳辐射峰附近的光吸收系数比晶体硅大一个数量级。禁带宽度1.7～1.8eV，而迁移率和少子寿命远比晶体硅低。
太阳能电池组件(光伏组件)
具有封装及内部连接的、能单独提供直流电输出的、不可分割的最小太阳能电池组合装置。太阳能电池组件是由一定数量的太阳能电池片通过导线串、并联连接并加以封装而成。
太阳电池方阵（光伏阵列）
根据光伏工程安装的需要，当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件通过串联、并联组装以获得所需要的电压和电流，称为“太阳电池方阵”，也叫“光伏阵列”。
光伏系统
光伏系统是利用太阳电池组件和其他辅助设备将太阳能转换成电能的系统。一般分为独立系统、并网系统和混合系统。如果根据太阳能光伏系统的应用形式、应用规模和负载的类型可以细致的划分为六种类型。如果根据太阳能光伏系统的应用形式，应用规模和负载的类型，对光伏供电系统进行比较细致的划分。还可以将光伏系统细分为如下六种类型：小型太阳能供电系统；简单直流系统；大型太阳能供电系统；交流、直流供电系统；并网系统；混合供电系统；并网混合系统。
小型太阳能供电系统
这种系统的特点是系统中只有直流负载而且负载功率比较小，整个系统结构简单，操作简便。其主要用途是一般的家庭户用系统，各种民用的直流产品以及相关的娱乐设备。
简单直流系统
这种系统的特点是系统中的负载为直流负载而且对负载的使用时间没有特别的要求，负载主要是在白天使用，所以系统中没有使用蓄电池，也不需要使用控制器，系统结构简单，直接使用光伏组件给负载供电，省去了能量在蓄电池中的储存和释放过程，以及控制器中的能量损失，提高了能量利用效率。其常用于PV水泵系统、一些白天临时设备用电和一些旅游设施中。
大型太阳能供电系统
这种光伏系统仍然是适用于直流电源系统，但是这种太阳能光伏系统通常负载功率较大，为了保证可以可靠地给负载提供稳定的电力供应，其相应的系统规模也较大，需要配备较大的光伏组件阵列以及较大的太阳能蓄电池组，其常见的应用形式有通信、遥测、监测设备电源，农村的集中供电，航标灯塔、路灯等。
交流、直流供电系统
这种光伏系统能够同时为直流和交流负载提供电力，在系统结构上比上述三种系统多了逆变器，用于将直流电转换为交流电以满足交流负载的需求。通常这种系统的负载耗电量也比较大，从而系统的规模也较大。在一些同时具有交流和直流负载的通讯基站和其它一些含有交、直流负载的光伏电站中得到应用。
并网系统
这种太阳能光伏系统最大的特点就是光伏阵列产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入市电网络，并网系统中PV方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚，光伏阵列没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。
混合供电系统
这种太阳能光伏系统中除了使用太阳能光伏组件阵列之外，还使用了油机作为备用电源。使用混合供电系统的目的就是为了综合利用各种发电技术的优点，避免各自的缺点。
并网混合供电系统
这种系统通常是控制器和逆变器集成一体化，使用电脑芯片全面控制整个系统的运行，综合利用各种能源达到最佳的工作状态，并还可以使用蓄电池进一步提高系统的负载供电保障率。该系统可以为本地负载提供合格的电源，并可以作为一个在线的UPS（不间断电源）工作，还可以向电网供电或者从电网获得电力。
光伏控制器
用于太阳能发电系统中，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。光伏控制器可分为五种类型：并联型光伏控制器、串联型光伏控制器、脉宽调制型光伏控制器、智慧型光伏控制器和最大功率跟踪型光伏控制器。
光伏逆变器
光伏逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置。因为是对应于整流的逆向过程，所以称为“逆变”。
线路整流
可以用电网中的信号作为同步的基准。
自整流
通过逆变器内部电路结构确定信号波形，然后输入电网。
中央逆变器
用来对额定功率在20～400kWp范围内的大型光伏系统的输出进行整流。现阶段的主流产品具有自整流设计，通过双极性电晶体和场效应电晶体来实现。
串联逆变器
只允许接收通过独立串行输送的信号，所以额定功率在1～3kWp。
复式串联逆变器
配备各种独立的直流-直流逆变器，这些逆变器把信号回馈给一个中央逆变装置。这样的设计可以适用于各种不同的元件连接结构，从而可以使每条串联线路上的太阳能电池都输出最大功率。
交流元件逆变器
配套安装于每个光伏元件上，进而将所有元件的输出转化成交流。
太阳能级硅
太阳能级硅材料是纯度为6个9以上的高纯硅材料，即纯度为99.9999％以上的硅材料。
光伏电站
利用太阳电池的光生伏打效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。按照运行方式可分为独立光伏电站和并网光伏电站。
独立光伏电站
又称离网光伏电站。未与公共电网相连接独立供电的光伏电站。主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所。
并网光伏电站
直接或间接接入公用电网运行的光伏电站。
太阳电池
将太阳辐射能直接转换成电能的一种器件。
光伏组件
又称太阳电池组件（Solar Cell module）。是将多个电气连接的太阳电池经封装形成在光照下具有额定的电压、电流输出的单元，是光伏发电系统中可独立应用的最小发电单元。
光伏组件串
在光伏发电系统中，将若干个光伏组件串联后，形成具有一定直流输出电压的电路单元。
光伏发电单元
光伏发电站中，以一定数量的光伏组件串，通过直流汇流箱多串汇集，经逆变器逆变与隔离升压变压器升压成符合电网频率和电压要求的电源。这种一定数量光伏组件串的集合称为光伏发电单元，又称单元发电模块。
光伏方阵
又称光伏阵列，将光伏组件安装在支架结构上，通过对光伏组件适当的串联然后并联，形成含一个或若干个光伏发电单元的阵列。
光伏支架
光伏发电系统中为了摆放、安装、固定光伏组件而设计的专用支架。简称支架。
汇流箱
在光伏发电系统中将若干个光伏组件串并联汇流后接入的装置。
逆变器
光伏电站内将直流电变换成交流电的设备。
就地升压变压器
又称隔离升压变压器。装于逆变器交流输出端和公共电网（或负荷）间，将逆变器输出符合公共电网频率的交流电升压为符合公共电网或负荷要求的交流电的变压器。
光伏发电工程
利用光伏组件将太阳能转换为电能、并与公共电网有电气连接的工程实体，由光伏组件、逆变器、线路、监控系统等电气设备和建（构）筑物组成。
单位工程
单位工程是指具有独立的施工条件，但不独立发挥生产能力的工程，可按专业性质或建筑部位划分。
分部工程
分部工程是单位工程的组成部分，分部工程的划分可按专业性质、建筑部位确定；当分部工程较大或较复杂时，可按材料种类、施工特点、施工程序、专业系统及类别等划分。
分项工程
分项工程是分部工程的组成部分，分项工程可按材料、施工工艺、设备类别等划分。
安全防范工程
以保证光伏电站安全和防范重大事故为目的，综合运用安全防范技术和其他科学技术，为建立具有防入侵、防盗窃、防抢劫、防破坏、防爆安全检查等功能（或其组合）的系统而实施的工程。
辐射式连接
各个光伏发电单元分别用高压断路器与发电站母线连接。
“T”接式连接
多个光伏发电单元并联后用一台高压断路器作联合单元再与发电站母线连接。
环网式连接
采用环网柜仅用两台高压断路器作环网式与光伏发电站母线连接。
跟踪系统
通过机械、电气、电子电路及程序的联合作用，调整光伏组件平面的空间角度，实现对入射太阳光跟踪，以提高光伏组件发电量的装置。又称向日跟踪系统、追日跟踪系统、太阳跟踪器。
单轴跟踪系统
绕一维轴旋转的跟踪系统。又称一维跟踪系统。单轴跟踪系统可分为水平单轴跟踪系统、倾斜单轴跟踪系统和垂直单轴跟踪系统。
双轴跟踪系统
绕二维轴旋转的跟踪系统。又称二维跟踪系统。双轴跟踪系统以地平面为参照系，跟踪的是太阳高度角和太阳方位角；以赤道平面为参照系，跟踪的是赤纬角和时角。
集电线路
在分散逆变、集中并网的光伏发电系统中，将各个逆变器后输出的交流电能汇集到并网站点的输电线路。
平衡系统
在光伏发电系统中，除光伏组件以外的其他设备和系统，如逆变器、蓄电池、汇流箱、连接器、配电柜及所有的其他光伏系统配件等。
最大系统电压
光伏组件的最大耐受电压值。
公共连接点
电网中一个以上用户的连接处。
并网点
也称接入点，对于通过变压器接入公共电网的光伏电站，指与电网直接连接的变压器节点，对于不通过变压器接入公共电网的光伏电站，指光伏电站的输出汇总点。
孤岛现象
当脱离公用电网时，光伏电站仍保持对电网中的某一部分负荷继续供电的状态。
计划性孤岛现象
按预先设置的控制策略，有计划地出现的孤岛现象。
非计划性孤岛现象
非计划、不受控出现的孤岛现象。
防孤岛
禁止非计划性孤岛现象的发生。
峰值日照时数
一段时间内的辐照度积分总量相当于辐照度为1000W/m2的光源所持续照射的时间，其单位为小时（h）。
光伏发电站年峰值日照时数
将光伏方阵面上接收到的年太阳总辐照量，折算成标准测试条件（辐照度1000W/m2）下的小时数。
法向直接辐射辐照度
直接辐射在与射束垂直的平面上的辐照度。
安装容量
光伏发电站中安装的光伏组件的标称功率之和，计量单位是峰瓦（Wp）。
真太阳时
以太阳时角作标准的计时系统，真太阳时以日面中心在该地的上中天的时刻为零时。
太阳入射角
入射阳光射线与接收平面法线的夹角。
太阳方位角
太阳中心到地面观测点的连线在当地水平面上的投影与正南方向（北半球）或正北方向（南半球）的夹角。
太阳高度角
入射阳光射线与地平面之间的夹角。
赤纬角
地球中心与太阳中心的连线与赤道平面的夹角（北半球为正）。
时角
某时刻太阳在赤道平面上的投影与正午时刻太阳在赤道平面上的投影之间的夹角。
参考资料：电气百科、保利协鑫等综合
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