單質硅的一種形態
多晶硅是單質硅的一種形態,具有金屬光澤,呈灰黑色固體狀態。它的熔點是1410℃,沸點是2355℃,密度範圍在2.32至2.34g/cm³之間。多晶硅在常溫下物理性質穩定,但在高溫下可以與氧、氮、硫等元素反應。它不溶於水、硝酸和鹽酸,但可以溶於氫氟酸和硝酸的混酸中。多晶硅的硬度介於鍺和石英之間,室溫下質地較脆,加熱至800℃以上會變得延展,1300℃時會出現明顯變形。
多晶硅具有半導體性質,是電子工業中廣泛使用的材料,用於製造半導體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等產品的基礎材料。此外,多晶硅也用於太陽能電池和半導體電子行業。它的晶格結構由許多小晶體構成,晶體結構呈多晶狀態,晶格缺陷和氧雜質含量較高,但具有良好的電學性能。
多晶硅的生產流程大致分爲兩步:首先,工業硅粉與無水氯化氫反應得到三氯氫硅和氫氣,經過反覆蒸餾提純後得到高純氣體;然後,將這些高純氣體還原成晶體硅。多晶硅按純度分類可以分爲冶金級(工業硅)、太陽能級、電子級,按表面質量分類,可分爲緻密料、菜花料、珊瑚料和復投料。在生產成本方面,原材料和電力是多晶硅的成本核心,其中工業硅佔總成本的39%,多晶硅佔總成本的32%,能源佔總成本的32%,電力佔總成本的39%。