目前，这项技术已通过由连云港市科技局组织的专家组鉴定。由厦门大学光伏工程专业教授陈朝、清华大学工程热物理和材料学教授郑丽丽等7名专家组成的鉴定委员会，对“超大晶粒准单晶硅铸锭”技术鉴定后认为，“这项技术可操作性强、易推广、稳定可靠，产品性能具有单晶的优点，且氧含量低于直拉单晶，与单晶硅片相比具有很强的成本优势。”
采用新工艺制作的太阳能电池片平均效率达到17．2％以上，比传统多晶硅电池高1％左右，最高效率达18．3％。
工艺成本上，直拉单晶为160元／公斤，而准单晶铸锭仅为60元／公斤。太阳能电池总成本上，在硅原料、切片、组件等其他成本稳定的前提下，整条生产链的成本可因准单晶硅铸锭技术降低10％。
人看法：
“准单晶”，根据其物理性质，应该是介于多晶硅和单晶硅之间的一种新物质，和单晶硅多晶硅都不同，因此生产线上的铸锭、切割、扩散、清洗、CVD、印刷等肯定不一样，所以做成电池片还早着呢。这个准单晶可以看做是“原子排列相对有序的多晶硅”，排列有序那就是比较透明的，因此转换率较高就好理解。不过因为没有严格的原子排列顺序，可以预测其导电性能也是不如单晶硅，因此是不可能用作电子级晶圆的。结论就是种好点的多晶硅而已。转换率18.3%，无锡尚德多晶单晶转换率已经达到17.5%、19.5%，国外先进的SunPower今年晶硅电池转换率已经达到24.2%。同样的设备，经验和技术更重要。
准单晶物质
最早由莫斯科钢与合金研究所于2004年4月成功合成出，是一种特殊的物质称为准单晶，即其中铁、铜、铝三种原子的排列很特殊。普通单晶物质是由相同的原子形成的晶格组成的，就像一堵墙由同样的砖组成一样。而在这种准单晶物质中，虽然原子的排列有着严格的顺序，但没有普通单晶材料中到处相同的晶格。它们中原子的排列是一种几何序列：有类似晶格的排列，但没有晶格的排列重复性，晶格之间的距离永远在增大。在该物质中，3种金属原子的排列虽不像普通单晶那样具有相同的晶格，但仍具有严格的顺序，呈现出几何排列。
科研人员在解释该科研成果时指出，准单晶几乎是一个新的物理概念。20年前，在解释铝、锰原子合成的特殊材料的伦琴射线照片时提出了这一概念。在这张伦琴射线照片上能清楚的观察到铝原子和锰原子严格有序的排列。但用经典的晶体学原理却不能解释这种现象，因为普通单晶材料中禁止原子如此排
列。
科研人员研究发现，在由铁、铜、铝三种原子合成的准单晶材料中，原子的排列很特殊。普通单晶物质是由相同的原子形成的晶格组成的，就像一堵墙由同样的砖组成一样。而在这种准单晶物质中虽然原子的排列有着严格的顺序，但没有普通单晶材料中到处相同的晶格。它们中原子的排列是一种几何序列：有类似晶格的排列，但没有晶格的排列重复性，晶格之间的距离永远在增大。
科研人员在解释合成铁、铜、铝三种原子准单晶材料的方法时指出，他们使用的方法称之为机械—化学合成法，既简单传统，也很经济。在合成过程中，科研人员使用了一些特殊的物理方法，即在一特殊的装置内用重球对原材料进行长时间的冲撞和打击，直到原材料加工到原子水平，同时为了保持材料的特性，还在高温下对粉末进行了烧结。
在研究准单晶材料的性质时科研人员发现，在橡胶和聚合物底基上用这种准单晶物质制成的复合材料具有独特的性质，既有金属的性质，也具有陶瓷的特性。它们像金刚石一样坚硬，摩擦系数比任何金属都要小，比超滑氟层材料稍大一点，化学稳定性和耐摩性很高。有关专家指出，这种性能独特的准单晶材料将在工业应用上有着广泛的前景，比如，可以作各种橡胶和塑料密封塞的填充物。
据悉，俄科研人员利用机械－化学合成法已研制出2种准单晶材料：一种是铁—铜—铝；另一种是铬—铜—铝。该科研项目已获得了俄罗斯基础研究基金的资助。
摘要 在单晶硅太阳电池的制备工艺中 经常利用碱溶液对各个晶面腐蚀速率不同 在硅片表面形成类“金字塔”状绒面 降低反射率。本文研究了氢氧化钠 +乙醇混合体系对 100 晶向的单晶硅片的各向异性腐蚀过程描述了随着氢氧化钠的含量、 乙醇的含量和反应时间的变化金字塔绒面微观形貌和硅片表面反射率的变化情况从金字塔的成核、生长过程的角度分析了各工艺参数影响绒面质量的机理总结
出了适宜大规模生产的工艺参数。
关键词 单晶硅 绒面 各向异性
Abstract:Anisotropic etching process of(100)oriented crystalline siliconin alkaline solution containing sodium hydroxide and ethanol was investigated,which is the common formulaoftexturing solution in Chinesemass production ofmono-silicon solar cells This paper shows the different surface morphology and reflectance as the concentrations ofNaOH orethanol,as well as etching time changed The roles ofNaOH and ethanolin the texturing solution are expressed fromthe view point ofnucleation and growth ofpyramid The processing parameters are optimized to meet the requirement for mass production
Key words:crystalline silicon,texturization,anisotropic etching
1引言 在较短的时间内形成质量较好的金字塔绒
为了提高单晶硅太阳电池的光电转换 面。
效率 工业生产中通常采用碱与醇的混合溶 目前已经有许多的研究小组对单晶硅液对 100晶向的单晶硅片进行各向异性 片的各向异2性3腐4蚀5]过程进行了细致深入的腐蚀在表面形成类“金字塔”状的绒面 研究[1 各自给出了制备金字塔绒面 pyramidal texture 有效的增强了硅片对 的优化工艺条件。在国外的研究和生产中入射太阳光的吸收从而提高光生电流密 大部分的制绒液是碱 NaOH KOH 度。对于既可获得低的表面反射率 又有利 Na 2CO3 (CH 3 )4NOH 与异丙醇的混合溶液。于太阳电池的后续制作工艺的绒面 应该是 在中国考虑到生产成本太阳电池制造商金字塔大小均匀单体尺寸在 2~10微米之 大多使用价格相对较低的乙醇来替代异丙间相邻金字塔之间没有空隙 即覆盖率达 醇与氢氧化钠的水溶液混合而成制绒液。到100%。理想质量绒面的形成受到了诸 目前针对单晶硅片在氢氧化钠 +乙醇的多因素的影响 例如硅片被腐蚀前的表面状 混合体系中形成金字塔绒面的过程 尚未见态、制绒液的组成、各组分的含量、温度、 详细的研究报道。
反应时间等。而在工业生产中 对这一工艺 我们在参考已经报道的实验数据的基过程的影响因素更加复杂 例如加工硅片的 础上经过大量的实验总结出了氢氧化聚数量制、绒醇液类中的各挥组发分、的变反化应产等物在溶液中为的了积维持生 钠+乙醇的混合体系对单晶硅片进行制绒
要求我们比较透彻的了解金字塔绒面的形 然而当我们将实、验室的条件下得到参数应。成机理控制对制绒过程影响较大的因素 用在生产线上时往往在开始的几个批次
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可以加工出较理想的绒面 但随着产量的增 无水乙醇的混合水溶液 反应温度维持在 85加绒面质量急剧变差 我们称之为制绒液 ±02 ℃。反应釜用一块玻璃板密封 以减的“失效” 。这种失效是由于制绒液中的主 少乙醇在高温下的挥发。 由于我们的生产用要成分—NaOH和乙醇的含量与最初的设 反应槽中没有搅拌装置 所以制绒过程均不置值已相去甚远。另外 在绒面质量开始变 加机械搅拌。最后在 10wt%的HF中浸差的时候 如果延长反应时间 可以加以改 泡去除硅片表面自然氧化层后 用去离子水善。因而 我们仔细观察了随着 NaOH的浓 冲洗干净。 硅片表面的反射率是使用配带积度、 乙醇的浓度和反应时间的变化 绒面的 分球的分光光度计测量 表面形貌借助日立微观形貌和硅片表面反射率的变化情况。 从 S-570 型扫描电子显微镜 SEM进行观本质上来讲绒面形成的过程 就是金字塔 察。
质的量成核的和影生响长的究过其程根本就是一影切响表了观金参字数塔对的绒面 3实验结果及讨论
成核或者生长。 本文从这个角度详细分析了 一 在单晶硅片的绒面制备过程中 温度是氢氧化钠和乙醇在制绒过程中各自扮演的 个比较容易控制的参数 所以我们参考了角色。 已有的工艺参数把制绒液的温度确定为
85℃。 在实验室的条件下温度的波动可以2实验原理和实验过程 控制在±02℃而在生产线的大型清洗机
2.1实验原理 中温差范围可达到± 2℃。经过大量的生
在高温下硅与碱发生如下的化学反 产以监对测绒面质我们量认造成为这显种著程的度影温响度变化不足应 。
Si+2OH+因而通常用热的碱溶液来腐蚀硅片。 对于晶 vol%的乙醇温度 85℃单晶硅片经 1分体硅 由于各个晶面的原子密度不同 与碱 钟、 5分钟、 10分钟、 30分钟腐蚀后 表面进行反应的速度差别很大 有文献将晶体硅 的微观形貌见图 1 反射谱见图 2 由于10的 100面与 1 1 1 面的被腐蚀的速率之 分钟和30分钟的反射谱非常接近所以省商定义为“各向异[性1]因子” Anisotropic 略了后者。
Factor AF 。通过改变碱溶液的浓度、
温度等参数可以有效的调节 AF 。当AF= 塔的成由核图 1生可长以的看过出程在适宜经的热条的件浓下碱去除损 金字
上被小金字塔覆盖 少数已开始长大。我们
2.2实验过程 称绒面形成初期的这种变化为金字塔“成
实验和生产所使用的硅片是国产的 核” 。如果在整个硅表面成核均匀密度比 100晶向的直拉单晶硅片 电阻率05~2 较大 那么最终构成绒面的金字塔就会大小Ω ・ cm大小为 103mm× 103mm。首先 均匀 平均体积较小这样的绒面单晶硅片将硅片放入60℃的清洗剂中进行超声清洗 不仅反射率低 而且有利于后续的扩散和丝清除在硅片加工过程中表面黏附的油污。 接 网印刷制造出的太阳电池的性能也更好。着用浓度为 10 wt%的NaOH水溶液在 很多相关的研究工[1作就3 是5]着力于增大金字90℃的温度下去除硅片表面的机械损伤 塔的成核密度 。
层每面去除约 10微米的厚度。然后在 从图 1 的c可以看出 10分钟后 金字不同的条件下 在硅片表面腐蚀形成金字塔 塔密布的绒面已经形成只是大小不均匀绒面。我们选用的制绒液是分析纯 NaOH和
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反射率也降到了比较低的水平。 随着时间的 延长金字塔向外扩张兼并 体积逐渐膨胀
d 30 min 当溶液中不含乙醇时 反应进行的速
度比较快硅片经 30分钟制绒处理后图1单晶硅经不同时间制绒腐蚀后 表面的SEM照片 两面共被腐蚀减薄了 40微米。表面只有Fig 1 Surface morphology ofcrystalline siliconbeing 一些稀疏的金字塔体积比较小。 由于金textured in dilute NaOH solution for different durations 字塔的覆盖率很低硅片对光的反射最强ofti me 烈。我们向溶液中加入了少许乙醇 3
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vol% 这种情况就大有改观反应速度减 微米 而金字塔分布错落有致 反射率几乎缓经过相同时间的腐蚀硅片只减薄 25 降到了最低。只是在制绒过程中可以观察
的腐蚀强度 增图3单晶硅经不同乙醇含量的制绒液腐蚀后 强了腐蚀的各向异性 有利于金字塔的成形
表面的SEM照片 和生长。而当乙醇的含量过高时碱溶液对Fig 3 Surface morphology ofcrystalline siliconbeing 硅的腐蚀能力变的很弱 各个晶面都好像坚textured in dilute NaOH solution with different 不可摧的铜墙铁壁 各向异性因子又趋向于concentrations ofethanol 1 。至于乙醇减弱 NaOH溶液腐蚀强度的机
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理 尚待深入研究。 从绒面的表面可以看出 经过相同时间
3.3 NaO H的含量对绒面的影响
这一组实验 是维持制绒液中乙醇的含 密度近似 不受NaOH浓度的影响。 而制绒量为10 vol%温度85 ℃时间30分钟 液的腐蚀性随NaOH浓度的变化比较显著NaOH的浓度从5克/升到55克/升之间变 浓度高的 NaOH溶液与硅进行化学反应的化。 图5、 图6分别是不同浓度NaOH溶液 速度加快 反应相同时间后金字塔的体积腐蚀形成绒面的微观形貌与对 400至1000 更大。当NaOH的浓度超过了一定的界限纳米之间的光波的平均反射率。 溶液的腐蚀力度过强各向异性因子变小
(b) 15g/l 4结论
NaOH与乙醇的混合溶液对晶体硅进行
(c)55g/l 匀、反射率低的金字塔绒面。 NaOH含量的
变化会改变溶液的腐蚀强度 适宜生产的浓图5单晶硅经不同浓度 NaOH溶液腐蚀后 度范围比较狭窄。 乙醇不仅可以加速反应产
表面SEM照片 生的氢气泡从硅片表面的逃逸更重要的Fig 5 Surface morphology ofcrystalline silicon 是减弱了NaOH的腐蚀强度 获得良好的being textured in dilute NaOH solution with 各向异性因子。 乙醇的允许范围较 NaOH宽different concentrations 泛许多在工业生产中容易控制。制绒反应
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的时间延长金字塔的体积膨胀大小趋于 2 P K Singh, R Kumar, M Lal et al,均匀反射率略有降低。在大规模生产中 Effectiveness ofAnisotropicEtching ofSilicon 我们应考虑到生产效率、 反射率、后续加工 inAqueous Alkaline Solution, Sol Energy 过程等多方面的因素 选择适宜的制绒工艺 Mater Sol Cells**(****) ***
条件。 * Y Nishimoto, K Namba, Investigation of
Texturization for Crystalline Silicon Solar Cells with SodiumCarbonate Solutions,Sol Energy
参考文献 Mater Sol Cells** (****)***
1 E Vazsonyi,K De Clercq,R Einhaus et al , 4 崔容强 秦蕙兰 绒面硅太阳电池的研究 太
Improved Anisotropic Etching Process for 阳能学报 1980 1 2 189 -196
IndustrialTexturingofSilicon SolarCells,Sol 5 席珍强 杨德仁等 单晶硅太阳电池的表面织
Energy Mater Sol Cells**(****) *** 构化太阳能学报 2002 23 3 285-289
美国硅谷位于哪个城市
美国硅谷位于哪个城市，自1971年开始，人们为圣克拉拉谷换了一个响彻云霄的美名——“硅谷”。圣克拉拉谷成了举世瞩目的神奇土地，成了电脑发展的基地。美国硅谷位于哪个城市。
美国硅谷位于哪个城市1美国硅谷在加利福尼亚州的旧金山。硅谷是高科技事业云集的圣塔克拉拉谷的别称，因为它最早是研究、生产以硅为基础的半导体芯片而得名，到现在，硅谷已经成为美国电子工业和计算机工业的王国，尽管近些年来世界科技发展迅速，但是仍然无法超过硅谷。
硅谷的主要部分位于旧金山半岛南端的圣塔克拉拉县，主要包括该县下属的从帕罗奥多市到县府圣何塞市一段长约25英里的谷地。而硅谷的总范围一般还包含旧金山湾区西南部圣马特奥县的部分城市（比如门洛帕克），以及旧金山湾区东部阿拉米达县的部分城市（比如费利蒙）。
硅谷的主要区位特点是拥有附近一些具有雄厚科研力量的美国顶尖大学作为依托，主要包括斯坦福大学（Stanford University）和加州大学伯克利分校（UC Berkeley），还包括加州大学系统的其它几所大学和圣塔克拉拉大学。结构上，硅谷以高新技术中小公司群为基础，同时拥有谷歌、Facebook、惠普、英特尔、苹果公司、思科、英伟达、甲骨文、特斯拉、雅虎等大公司，融科学、技术、生产为一体。
硅谷是当今电子工业和计算机业的王国，尽管美国和世界其它高新技术区都在不断发展壮大，但硅谷仍然是世界高新技术创新和发展的开创者和中心，该地区的风险投资占全美风险投资总额的三分之一，硅谷的计算机公司已经发展到大约1500家。一个世纪前这里还是一片果园，但自从英特尔 、苹果公司、谷歌、雅虎等高科技公司的总部在此落户之后，出现了众多繁华的市镇。在短短的几十年之内，硅谷走出了大批科技富翁。
硅谷这个词最早是由美国记者Don Hoefler在1971年创造的。它从1971年的1月11日开始被用于《每周商业》报纸电子新闻（Electronic News）的一系列文章的题目——“美国硅谷（Silicon Valley，USA）”。之所以名字当中有一个“硅”字，是因为当地的企业多数从事与由高纯度的硅制造的半导体及电脑相关的产业活动，而“谷”则是从圣塔克拉拉谷中得到的。而当时的硅谷就是旧金山湾区南端沿着101公路，从帕罗奥多市（Palo Alto）经山景城（Moutain View）、森尼韦尔（Sunnyvale），再经坎贝尔（Campbell）延伸到硅谷中心、圣塔克拉拉县的县府圣何塞市（San Jose）的这条狭长地带。后来，位于旧金山湾两岸地区包括费利蒙市（Fremont）等地的加入使硅谷迅猛地发展起来。在开始的十几年时间里，由于记者的拼写错误它都被误称为“硅胶谷”，因为硅谷这个词语还没有融合到美国文化中（硅胶是一种广泛用于隆胸和堵漏等作用的物质）。
美国硅谷位于哪个城市21939年1月1日，两位大学毕业生在一间简陋的汽车库里，以掷硬币的办法确定创办公司的名称；50年后，这间车库被确认为美国加里福利亚洲历史文物——硅谷诞生地，它极大地影响了电脑发展的进程。
硅谷的诞生必须从斯坦福大学讲起。这所已有100多年历史的高等学府，当瑞典国王1984年访问该校时，竟有10位仍健在的诺贝尔奖金获得者与他合影。它是美国铁路大王斯坦福为纪念他早逝的独子，斥巨资创办的私立大学。
30年代末，受人尊敬的特曼教授出任斯坦福大学副校长，他大胆的作出决策：批租土地，吸引投资，转让技术，开发成果。他满怀信心的幻想着：这里将萌生出一个高科技的“斯坦福工业圆”。
在大学区创办企业，第一个“吃螃蟹”者是需要胆识的。特曼想到了自己的两位得意门生休利特和帕卡得，他支援他们538元开办了自己的公司，公司开在了一间小小的车库里，公司名称的英文缩写，是两人姓氏的第一个字母“HP”（惠普）。惠普公司制造的第一个产品——用电子管制作的音频震荡器，恰好碰到迪斯尼公司拍摄动画片急等着使用这种仪器，一下就卖出8台。此后，他们又研制出电子计算器和其他产品，一发而不可收。
特曼教授显得比学生还要高兴，他逢人便讲惠普崛起的“神话”，向人们宣传靠近大学办企业的种种优势。“去找休利特或者帕卡得谈谈吧，”特曼由衷的说，“以惠普为榜样，你们一定能迅速成功。”
功夫不负有心人，特曼精心播下的种子，不断的发芽，开花，结果。到了80年代，这里竟云集了近3000家电子电脑企业，像众星捧月般簇拥着斯坦福大学。如果把诸如营销，咨询，公关，投资等行业算在内，这条狭长地带的公司总数超过8000多个。
新闻记者兴奋地写道：“这里的人远远不只是把沙子变成黄金，他们是在把沙子变成智能。”这里（圣克拉拉谷）成了举世瞩目的神奇土地，成了电脑发展的基地。由于这里的企业，大都与硅晶体管和硅芯片关系密切，自1971年开始，人们为圣克拉拉谷换了一个响彻云霄的美名——“硅谷”。
美国硅谷位于哪个城市3硅谷这个词最早是由美国记者Don Hoefler在1971年创造的。当地一直是美国海军一个工作站点，并且海军的飞行研究基地也设于此，后来许多科技公司的商店都围绕着海军的研究基地而建立起来。但当海军把它大部分位于西海岸的工程项目转移到圣迭戈时，NASA接手了海军原来的工程项目，不过大部分的公司却留了下来，当新的公司又搬来之后，这个区域逐渐成为被航空航天企业聚集区。
那个时候，此地还没有民用高科技企业，虽然这里有很多好的大学，可是学生们毕业之后，他们却选择到东海岸去寻找工作机会。斯坦福大学一个才华横溢的教授弗雷德·特曼（Frederick Emmons Terman）发现了这一点，于是他在学校里选择了一块很大的'空地用于不动产的发展，并设立了一些方案来鼓励学生们在当地发展他们的“创业投资(venture capital)”事业。
在Terman的指导下，他的两个学生威廉·休利特和David Packard在一间车库里凭着538美元建立了惠普公司(Hewlett-Packard)——一个跟NASA及美国海军没有任何关系的高科技公司。这车库现已经成为了硅谷发展的一个见证，被加州政府公布为硅谷发源地而成为重要的景点。
在1951年，Terman又有了一个更大的构想，那就是成立斯坦福研究园区(Stanford Research Park)，这是第一个位于大学附近的高科技工业园区。园区里一些较小的工业建筑以低租金租给一些小的科技公司，今日，这些公司是重要的技术诞生地，可是在当时却并不为人所知。最开始的几年里只有几家公司安家于此，后来公司越来越多，他们不但应用大学最新的科技，同时又租用该校的土地，这些地租成为了斯坦福大学的经济来源，使斯坦福大学不断的兴旺发达。Terman在1950年代决定新的基础设施则应以“谷”为原则而建造。
正是在这种氛围下，一个著名的加利福尼亚人威廉·肖克利搬到了这里。威廉的这次搬家可以称得上是半导体工业的里程碑。1953年由于与同事的分歧而离开贝尔实验室。离婚之后孤身一人回到他获得科学学士学位的加州理工学院，在1956年他又搬到了距他母亲很近的加利福尼亚山景城（Mountain View）去建立肖克利半导体实验室。在这之前的时期，尚未成型的半导体工业主要集中在美国东部的波士顿和纽约长岛地区。为了公司的发展，他特意从东部召来八位年青人，这其中就有诺宜斯、戈登·摩尔、斯波克、雷蒙德。
威廉·肖克利打算设计一种能够替代晶体管的元器件（熟知的肖克利二极管）来占领市场。但在考虑设计得比“简单的”晶体管还要简单的这个问题时他却难住了。被困难难住的肖克利愈发变得偏执，他要求对职员进行测谎，并公布他们的薪金，这些事情惹恼了大家。在1957年，那八位优秀的年轻人集体跳槽，并在一位工业家Sherman Fairchild的资助下成立了仙童半导体公司，仙童公司总部位于纽约市，主要经营照相机。
由于诺宜斯发明了集成电路技术，可以将多个晶体管安放于一片单晶硅片上，使得仙童公司平步青云。而1965年戈登·摩尔总结了集成电路上面的晶体管数量每18个月翻一番的规律，也就是人们熟知的“摩尔定律”，这一定律虽然只是由1960年代的数据总结而成的，但是直到21世纪最初的那几年却依然有效。
这种事情又不断的上演，脱离控制的工程师不断的建立新的公司。1967年初，斯波克、雷蒙德等人决定离开仙童公司，自创国民半导体公司(National Semiconductor)，总部位于圣克拉拉。而1968年仙童公司行销经理桑德斯的出走，又使世界上出现了超微科技（AMD)这家公司。同年七月，诺宜斯、戈登·摩尔、安迪·葛洛夫又离开仙童成立了英特尔公司。今天的英特尔公司是世界上最大的半导体集成电路厂商，占有80%的市场份额。
1981年对仙童公司来说就是恶梦的开始。这一年，设在圣何赛的芯片厂发生有毒溶液的泄漏，于是公司不得不花费1200万美元来更换土壤和监测水质。从此，公司开始走向下坡路，最终销声匿迹。但是人们不会忘记他在硅谷历史上所作出的贡献和对于开发单晶硅片的丰功伟绩，由仙童雇员所创建的公司在硅谷乃至全美国已超过百家。
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