太阳能光伏系统中的硅片是如何制作的？

作为第一步，通过还原和纯化石英中的不纯二氧化硅来生产纯硅。 直拉 (Cz) 工艺：光伏行业目前使用两种主要途径将原始多晶硅原料转化为成品硅片：使用直拉 (Cz) 工艺的单晶路线和使用定向凝固 (DS) 工艺的多晶路线。 这两种方法的主要区别在于多晶硅如何熔化、如何形成锭、锭的尺寸以及如何将锭成型为用于晶片切片的砖块

• Czochralski (Cz) 工艺：Cz 方法制造圆柱形锭，然后进行带锯和线锯的多个步骤以生产晶片。 对于一个典型的直径为 24 英寸的坩埚，初始装料重量约为 180 公斤，在 Cz 坩埚中熔化多晶硅，将晶种浸入熔体中，并拉出颈部、肩部、主体大约需要 35 小时, 和端锥。 结果是质量为 150-200 kg 的圆柱形 Cz 锭。 为了留下金属和其他污染物，必须在坩埚中留下 2-4 公斤的锅渣。

• 定向凝固 (DS) 工艺：多晶 DS 晶片由更短但更宽和更重的锭（约 800 千克）制成，当多晶硅在石英坩埚中熔化时，该锭呈立方体形状。 多晶硅熔化后，通过在坩埚底面以一定速率冷却的温度梯度来诱导DS过程。 与 Cz 锭类似，在裁剪和平方过程中产生的 DS 锭的部分可以重新熔化以供以后的锭世代使用。 然而，在 DS 锭的情况下，由于杂质浓度高，最顶部的部分通常不被回收。

由于该工艺从立方体形状的熔炼坩埚开始，DS 锭和晶片的形状自然是方形，因此可以轻松创建多晶电池，这些电池基本上可以占据整个模块内的整个区域。 生产一个典型的 DS 硅锭大约需要 76 小时，从 6 x 6 切口将其锯成 36 块砖。 典型的成品砖具有 156.75 毫米 x 156.75 毫米的全正方形横截面（表面积为 246 平方厘米）和 286 毫米的高度，当晶片厚度为 180 微米且有 95 微米的每片晶圆的切口损失。 因此，每个 DS 锭可生产 35,000-40,000 个晶片。