硅原料是从哪里提炼出来的

工业用硅，通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。高纯度硅则是在石英中提取。冶金级硅，它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。

以硅是地球上储量第二的化学元素，作为半导体材料，人们对它研究得最多、技术最成熟，而且晶硅性能稳定、无毒，因此成为太阳电池研究开发、生产和应用中的主体材料。

硅的性质

硅具有优良的半导体电学性质。禁带宽度适中，为112电子伏。载流子迁移率较高，电子迁移率为1350厘米2/伏·秒，空穴迁移率为480厘米2/伏·秒。

本征电阻率在室温(300K)下高达23×105欧·厘米,掺杂后电阻率可控制在104～10-4 欧·厘米的宽广范围内，能满足制造各种器件的需要。硅单晶的非平衡少数载流子寿命较长,在几十微秒至1毫秒之间。

一、作用不同

1、硅锭

硅料包括原生多晶硅料和单晶硅回用料，原生多晶硅一般称为正料，其纯度较高，价格亦不菲；单晶硅回用料如单晶硅棒头尾料、边皮料、埚底料、电池片经过清洗处理后得到的原料等等。

2、碳硅棒

主要是耐火耐高温材料，做高温发热的元件。

二、制作工艺不同

1、硅锭

将硅料在单晶炉（在太阳能级单晶硅的生产工艺中以直拉炉较常见）中融化后再经过一系列工序可生长成单晶硅棒子，对单晶硅棒子进行后续机加工，得到单晶硅锭，再使用切片机器对硅锭进行切片加工，则得到硅片。

2、碳硅棒

硅碳棒在使用过程中， 随使用时间增加电阻值增加这种现象叫老化现象。 棒老化后会造成炉温降低。 为了正常使用， 可适当提高电压或改变接线方式， 使炉温得到补偿。

送电时，电压应逐步增加。一般开始时电压为额定电压的一半为宜， 防止升温过快。 送电时切忌超负荷运行。硅碳棒最好连续使用， 连续使用可以提高棒的寿命。

三、物质不同

1、硅锭

表面有少许污渍、轻微线痕。

同心度：任意两个弧的弦长之差≤12mm。

垂直度：任意两边的夹角：90°±05。

2、碳硅棒

化学式SiC。为无色立方或六方晶体，表面氧化或含杂质时呈蓝黑色。碳硅棒具有由硅原子和碳原子构成的三维空间结构，每一个原子被其他四个原子包围。SiC有多种变体，结构大多是金刚石、闪锌矿和纤维矿晶格。

参考资料来源：百度百科-硅锭

参考资料来源：百度百科-碳硅棒

硅材料用途：

1、制成太阳能电池。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型半导体。p型半导体和n型半导体结合在一起形成p-n结，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。

2、制成金属陶瓷复合材料。将陶瓷和硅混合烧结，能制成金属陶瓷复合材料，它耐高温，富韧性，可以切割，既继承了金属和陶瓷各自的优点，又弥补了两者的先天缺陷。

3、制出高透明度的玻璃纤维。用纯二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纤维代替电缆。激光可在玻璃纤维的通路里发生无数次全反射而向前传输。

4、制成防水涂布材料。有机硅塑料是极好的防水涂布材料。在地下铁道四壁喷涂有机硅，可以一劳永逸地解决渗水问题。在古文物、雕塑的外表，涂一层薄薄的有机硅塑料，可以防止青苔滋生，抵挡风吹雨淋和风化。

生产硅料的原料就是含有SiO2的一组物质，河沙、海沙、石英砂等，SiO2的含量不同，所含杂质也不同。根据产品和工艺的需要选择硅砂原料。二氧化硅：不是一种元素，正确拼写方式为SiO2。其中，Si代表会硅，O代表氧。二氧化硅是沙子和玻璃的主要成分。

工业硅：需求快速增长，价格走势乐观

(一) 工业硅位于产业链上游

工业硅又称金属硅，由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶炼而成，主要应用于硅铝合金、有机 硅、多晶硅等行业。工业硅的主要成分为硅元素，含量在 98%以上，其余杂质为铁、铝、钙等。 按照化学成分不同，可以分为 8 个牌号，并以数字表示，数字不同代表杂质含量不同。

工业硅上游是硅矿石

工业硅的上游原料是硅矿石，自然界的石英岩、石英砂、石英砂岩、脉石英等硅质原料统称 为硅矿石，生产工业硅的原材料主要是石英岩。

工业硅下游包括硅铝合金、有机硅、多晶硅

在合金中，工业硅作为非铁基合金的添加剂，能提高基体金属的强度、硬度和耐磨性。在多 晶硅中，工业硅是制造多晶硅的主要原料，并用于光伏硅片生产。在有机硅中，工业硅用于生产 硅烷、硅酮、硅油、硅烷偶联剂等产品。

能源动力是工业硅成本的重要构成

直接材料和能源动力是工业硅主要的成本构成，直接材料包括：硅矿石、石油焦、硅煤、石 墨电极等，能源动力包括：煤炭、电力。以合盛硅业 2021 年工业硅生产成本拆分看，直接材料 占比 46%、能源动力占比 32%。我们按照最新的原材料价格测算新疆工业硅企业成本构成，石英 砂占比 11%、硅煤占比 23%、石墨电极 20%、电力占比 27%。

区别如下涵义叫法不同，

金属硅是用硅石经还原生产的，故也叫工业硅、结晶硅，是近半个世纪以来的新产品。

由于冶炼金属硅耗电量极高，因此金属硅的市场价格相应较高。金属硅中主要杂质为铁、铝、钙，需在生产中严格控制。目前铁、铝两项的控制主要采取投料前对硅石、木炭进行检验。铁、铝含量高的硅石不能使用。

硅渣：一般是指原矿提炼之后的剩余部分，还含有一定量的硅。

硅渣分很多种,工业硅渣,太阳能硅渣,半导体硅渣等等。

硅渣可以用来回炉重新结晶、提纯、现在硅料紧缺，价格不菲。

硅废料：一般是指生产时金属硅和有机硅时产生的无价值东西和做坏的东西还有过期的东西。其中有机硅废料比较多，很多来源还是国外的垃圾处理送过来的。

硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种

单质硅的一种形态熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅

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

非晶硅由非晶态合金制备,要获得非晶态,需要有高的冷却速率,而对冷却速率的具体要求随材料而定硅要求有极高的冷却速率,用液态快速淬火的方法目前还无法得到非晶态近年来,发展了许多种气相淀积非晶态硅膜的技术,其中包括真空蒸发、辉光放电、溅射及化学气相淀积等方法一般所用的主要原料是单硅烷（SiH4）、二硅烷（Si2H6）、四氟化硅（SiF4）等,纯度要求很高非晶硅膜的结构和性质与制备工艺的关系非常密切,目前认为以辉光放电法制备的非晶硅膜质量最好,设备也并不复杂

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