多晶硅是一种非晶态材料,它是一种直接用硅气体在高温下制备而成的纯硅棒,结晶度低于单晶硅,在光伏、半导体行业应用广泛。
多晶硅不同于单晶硅,它没有清晰的晶格结构,是由许多小晶体拼接而成,在结晶型态上是各向异性的。这种小晶体的拼接不规则,形成了许多晶界,造成氢的团聚及扩散,引起杂质偏析,影响了晶体的电学性能,但它也具有一定的柔韧性和强韧性。
晶界是多晶硅的一个重要特征,它是指在晶体内部不同小晶体之间的物理和化学的界面。晶界对多晶硅的结构和性能具有重要影响,在多晶硅材料中,大量的晶界是杂质偏聚的地方,对晶格的影响则可能导致多晶硅的非晶化。研究多晶硅的晶界结构和特性,可以优化多晶硅的生长方法,以提高其电学性能。
多晶硅的微观结构主要由硅晶粒和奥氏体组成。硅晶粒呈多面体形状,壁厚较薄且大小不一。奥氏体是指由大量纳米尺寸的氢气团扩散形成的空隙,是一种非晶态的材料。多晶硅的微观结构对其电学性能具有重要影响,如硅晶粒的大小会影响多晶硅的导电性和热扩散系数。
多晶硅与单晶硅在结晶特性方面有很大区别。单晶硅是由纯净的晶体原料制成的,晶体内部没有晶界、缺陷和其它杂质,因此其电学性能卓越。多晶硅则是用工业纯硅气制成,其中会夹带有杂质,加工过程中会产生很多晶界和缺陷,从而导致其电学性能比单晶硅差。但是多晶硅的成本要比单晶硅低,产量大,广泛应用于太阳能电池等各种光伏器件制造中。