太陽能光伏産業·矽材料係列教材：直拉單晶矽工藝技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王麗 等 著

圖書標籤:

• 太陽能
• 光伏
• 矽材料
• 單晶矽
• 直拉法
• 工藝技術
• 半導體
• 新能源
• 材料科學
• 工業技術

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122055002

版次：1

商品編碼：10068624

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2009-07-01

頁數：130

正文語種：中文

內容簡介

　　單晶矽的基本知識、直拉單晶爐、直拉單晶爐的熱係統及熱場、晶體生長控製器、原輔材料的準備、直拉單晶矽生長技術、鑄錠多晶矽工藝、摻雜技術等內容。《太陽能光伏産業：直拉單晶矽工藝技術》可作為高職高專太陽能光伏産業矽材料技術專業的教材，同時也可作為中專、技校和從事單晶矽生産的企業員工的培訓教材，還可供相關專業工程技術人員學習參考。

內頁插圖

目錄

緒論
第1章 單晶矽的基本知識
1.1 晶體和非晶體
1.2 單晶和多晶
1.3 空間點陣和晶胞
1.4 晶麵和晶嚮
1.5 晶體的熔化和凝固
1.6 結晶過程的宏觀特徵
1.7 晶核的形成
1.8 二維晶核的形成
1.9 晶體的長大
1.10 生長界麵結構模型
習題

第2章 直拉單晶爐
2.1 直拉單晶爐設備簡介
2.2 直拉單晶爐的結構
2.3 機械部分
2.4 電氣部分
2.5 直拉單晶爐的工作環境
習題

第3章 直拉單晶爐的熱係統及熱場
3.1 熱係統
3.2 熱係統的安裝與對中
3.3 熱場
3.4 溫度梯度與單晶生長
3.5 熱場的調整
習題

第4章 晶體生長控製器
4.1 CGC－101A型晶體生長控製器功能簡介
4.2 CGC－101A型晶體生長控製器的開關狀態說明
4.3 CGC－101A型晶體生長控製器的鍵盤操作說明5
4.4 CGC－101A型晶體生長控製器參數設置及定義
4.5 CGC－101A型晶體生長控製器使用說明
習題

第5章 原輔材料的準備
5.1 矽原料
5.2 石英坩堝
5.3 摻雜劑與母閤金
5.4 其他材料
5.5 原輔材料的腐蝕和清洗
5.6 腐蝕原理及安全防護
5.7 自動矽料清洗機簡介
習題

第6章 直拉單晶矽生長技術
6.1 直拉單晶矽工藝流程
6.2 拆爐及裝料
6.3 抽空及熔料
6.4 引晶及放肩
6.5 轉肩及等徑
6.6 收尾及停爐
6.7 拉速、溫校麯綫的設定
6.8 堝升速度的計算方法
6.9 異常情況及處理方法
習題

第7章 鑄錠多晶矽工藝
7.1 光伏産業簡介
7.2 鑄錠多晶矽爐的結構
7.3 鑄錠多晶矽工藝流程
7.4 鑄錠多晶矽的優缺點
習題

第8章 摻雜技術
8.1 雜質
8.2 導電型號
8.3 熔矽中的雜質效應
8.4 雜質的分凝效應
8.5 Keff與K0的關係
8.6 結晶後固相中的雜質分布規律
8.7 摻雜
習題

附錄1 矽的物理化學性質（300K）
附錄2 矽中雜質濃度和電阻率關係
附錄3 元素周期錶
附錄4 立方晶係各晶麵（或晶嚮）間的夾角
附錄5 無塵室的分級標準
參考文獻

精彩書摘

　　第1章 單晶矽的基本知識
　　1.7 晶核的形成
　　液體結晶成晶體，總得首先從一個結晶核開始，然後逐步長大成為晶體。這個結晶核稱為晶核。晶核的形成有兩種方式：液體內部由於過冷，自發生成的叫做自發晶核；藉助於外來固態物質的幫助，如在籽晶、堝壁、液體中的非溶性雜質等錶麵上産生的晶核，稱為非自發晶核。
　　自發晶核形成的過程如下。
　　晶體熔化後成液態（熔體），固態結構被破壞，但在近程範圍內（幾個或幾十個原子範圍內）仍然是動態規則排列，即在某一瞬間，近程範圍內的原子排列和晶體一樣有規則：另一瞬間，某個近程範圍內的原子，由於原子的振動（熱運動）跑走幾個，但在新的近程範圍內仍然是有規律的排列，因此，液態結構與固態和氣態相比，更接近固態。晶體的液態結構和固態結構比較，液態時的原子結閤力較弱，遠程規律受到破壞，近程仍然繼續保持著動態規則排列的小集團，這小集團稱作晶體的晶胚。晶胚與晶胚之間位錯密度很大，類似於晶界結構。熔體原子的激烈振動，使得近程有序規律瞬時齣現，瞬時消失。某個瞬間，熔體中某個局部區域的原子可能在瞬間聚集在一起，形成許多具有晶體結構排列的小集團，這些小集團也可能瞬時散開。

前言/序言

《晶矽生長原理與先進工藝》 本書簡介： 本書深入剖析瞭晶體矽生長的基本原理，並在此基礎上詳細介紹瞭當前主流的晶體矽生長技術，重點闡述瞭先進的工藝優化手段和質量控製方法。內容涵蓋瞭從基礎的晶體學理論到復雜的工業化生産實踐，旨在為讀者提供一個係統、全麵的視角來理解和掌握晶體矽的製備過程。 核心內容概述： 第一部分：晶體矽生長基礎理論 晶體結構與生長機製： 詳細介紹瞭矽的晶體結構（金紅石型、閃鋅礦型等），及其在不同溫度和壓力下的相變行為。深入探討瞭晶體生長的基本驅動力——過飽和度，以及過飽和度的形成機製，包括過冷、過壓和化學勢差。闡述瞭成核（均相成核與異相成核）和晶體生長（界麵控製、擴散控製、熱流控製）的基本過程，並分析瞭各種生長缺陷（如位錯、孿晶、雜質聚集體）的形成機理。 熱力學與動力學： 深入解析瞭晶體生長過程中的熱力學平衡條件，包括固液相平衡、固氣平衡以及固液界麵的能壘。詳細討論瞭熱傳遞（傳導、對流、輻射）和質量傳遞（擴散）在晶體生長中的作用，以及它們如何影響晶體生長速率和質量。引入瞭多相流理論，分析熔體中的對流模式（如自然對流、強製對流）及其對傳熱傳質的影響。 雜質行為與控製： 詳細研究瞭各種雜質（如氧、碳、金屬元素）在矽熔體中的溶解、擴散和偏析行為。闡述瞭分區熔煉、區熔提純等技術在提高矽純度方麵的原理和應用。重點分析瞭在生長過程中如何通過優化工藝參數，如坩堝材料選擇、氣氛控製、熔體攪拌等，來降低雜質含量，特彆是氧和碳在單晶矽中的濃度控製。 第二部分：主流晶體矽生長工藝技術 直拉法（Czochralski Method）： 設備與結構： 詳細介紹瞭直拉法的關鍵設備組成，包括坩堝、加熱器（電阻加熱、感應加熱）、提拉機構、鏇轉機構、氣氛控製係統以及籽晶夾具等。分析瞭不同坩堝材料（如石英、石墨、氮化硼）對矽熔體的影響和選擇依據。 工藝流程與參數： 詳細講解瞭直拉法的標準工藝流程，包括熔體準備、籽晶誘導、晶體拉製、晶體收尾（晶肩、晶身、晶尾）等各個環節。深入討論瞭關鍵工藝參數，如拉速、鏇轉速率（籽晶、坩堝）、溫度梯度、坩堝溫度、熔體液麵高度、氣氛壓力等，以及它們對晶體直徑、晶體質量、位錯密度、雜質分布的影響。 微觀生長控製： 重點介紹瞭如何通過精確控製籽晶與熔體接觸方式、籽晶角度、拉速和鏇轉速率的匹配，來實現對晶體直徑的穩定控製。分析瞭熱場設計對溫度場的影響，以及如何通過優化熱場來控製晶體生長界麵的形狀（如平麵、凹麵、凸麵），並進一步控製晶體內部的應力分布和缺陷形成。 多晶矽還原與熔化： 詳細介紹瞭用於直拉法生長的太陽級多晶矽的製備過程，包括化學氣相沉積（CVD）法（如西門子法）的原理、反應機理、設備結構和工藝參數。分析瞭多晶矽的純度等級及其對單晶質量的影響。 區熔法（Floating Zone Method）： 原理與優勢： 闡述瞭區熔法不使用坩堝的獨特原理，通過移動熔區來完成提純和晶體生長。詳細分析瞭區熔法在獲得高純度、低位錯單晶方麵的優勢，以及其在半導體和光伏領域的重要應用。 設備與工藝： 介紹瞭區熔法的典型設備，包括感應加熱綫圈、石英管、傳送機構等。講解瞭單區熔和多區熔的工藝流程，以及通過調整熔區寬度、移動速率、氣氛等參數來控製晶體生長。 其他晶體生長技術簡介： 安德考夫斯基法（Verneuil Method）： 簡要介紹其原理和應用，尤其是在製備小尺寸單晶材料方麵的特點。 巴西法（Bridgman Method）： 介紹其固定坩堝、移動溫度梯度或移動坩堝的原理，以及在特定材料生長中的應用。 提拉與坩堝法結閤工藝： 簡述一些在特定應用中結閤瞭直拉法和坩堝法的混閤工藝。 第三部分：晶體生長過程中的質量控製與優化 在綫監測與反饋控製： 詳細介紹瞭晶體生長過程中常用的在綫監測技術，如紅外測溫、激光測徑、應力檢測等。闡述瞭如何利用這些數據建立反饋控製係統，實時調整工藝參數，以實現穩定生長和高質量控製。 晶體缺陷的錶徵與分析： 介紹瞭常用的晶體缺陷錶徵技術，包括X射綫衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、光學顯微鏡、化學腐蝕等。重點分析瞭位錯、夾雜物、微缺陷、宏觀缺陷（如孿晶、空洞）的産生原因、分布規律及其對器件性能的影響。 工藝參數優化策略： 提齣瞭一係列係統性的工藝參數優化策略，包括基於實驗設計的DOE方法、仿真模擬與實驗驗證相結閤的策略。討論瞭如何針對特定應用場景（如高效電池片、特種光電器件）來優化晶體生長工藝，以獲得滿足需求的晶體材料。 錶麵與界麵能控製： 深入分析瞭晶體生長界麵附近的錶麵張力、固液界麵能以及熔體錶麵能的作用，並闡述瞭如何通過調整溫度梯度、氣氛組成、添加劑等手段來控製界麵能，優化晶體生長形態和減少缺陷。 第四部分：先進晶體生長技術發展趨勢 大直徑單晶矽的挑戰與突破： 分析瞭大直徑單晶矽在拉製過程中麵臨的挑戰，如熱應力、對流不穩定性、均勻性等，並介紹瞭相應的解決方案和技術進展。 低成本、高效率晶體生長技術： 探討瞭降低晶體生長能耗、提高矽材料利用率、縮短生長周期的技術路徑。 新型坩堝材料與熱場設計： 介紹瞭新型坩堝材料的研發進展及其優勢，以及更先進的熱場設計理念，以實現更精細的溫度控製。 自動化與智能化生産： 展望瞭晶體生長過程的自動化與智能化發展方嚮，包括基於大數據分析的預測性維護和智能優化控製。 本書旨在為從事半導體材料、光伏材料、晶體生長工藝研發、生産和技術管理的人員提供一本權威、實用的參考資料。通過對晶體生長原理的深刻理解和對先進工藝技術的全麵掌握，讀者將能夠更好地應對當前及未來晶體矽材料生産中的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計和排版都非常專業，一股濃厚的學術氛圍撲麵而來，讓我對即將展開的閱讀充滿瞭期待。我一直對太陽能光伏産業抱有濃厚的興趣，尤其是其中核心的矽材料製備技術，更是我想要深入瞭解的領域。這本書的標題“太陽能光伏産業·矽材料係列教材：直拉單晶矽工藝技術”精準地擊中瞭我的興趣點，讓我覺得這正是我一直在尋找的那本能夠係統梳理直拉單晶矽工藝技術的權威教材。從封麵的字體選擇到封底的介紹文字，都透露齣一種嚴謹和紮實的風格，這讓我相信書中的內容一定經過瞭深入的鑽研和反復的考證，而非流於錶麵的泛泛而談。我尤其欣賞這種專注在一個細分領域的教材，因為隻有深入地挖掘某個領域，纔能真正掌握其精髓，並形成深刻的理解。我期待著這本書能夠帶領我一步步揭開直拉單晶矽工藝技術的神秘麵紗，從最基礎的原理講起，循序漸進地深入到復雜的工藝流程和關鍵的技術細節。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最直觀的感受就是其內容的“實戰性”。在介紹各個工藝環節時，書中並沒有止步於理論描述，而是詳細地闡述瞭實際生産中可能遇到的各種問題，以及相應的解決對策。比如，在談到晶體缺陷控製時，書中不僅列舉瞭常見的缺陷類型，還深入分析瞭這些缺陷産生的原因，並提供瞭具體的工藝優化建議。這種貼近實際生産的講解方式，讓我覺得這本書不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的導師，能夠傳授寶貴的實踐經驗。我非常看重這一點，因為理論知識固然重要，但最終的檢驗還是在實踐中。能夠通過閱讀一本書就學習到如何規避生産中的風險，如何優化工藝流程，這對於我來說是巨大的價值。我期待著書中能夠齣現更多這樣的“實戰”案例和經驗分享，讓我能夠更快速地成長。

評分☆☆☆☆☆

在翻閱過程中，我注意到書中對於一些關鍵概念的解釋非常到位，而且往往會配以清晰的圖示和流程圖，這極大地降低瞭理解的難度。例如，在介紹晶體生長時的溶質再分配效應時，書中不僅給齣瞭理論公式，還輔以生動的圖示來展示不同生長速率和拉速下溶質分布的變化，這使得抽象的理論變得形象具體，讓我在腦海中能夠清晰地勾勒齣晶體內部的微觀結構演變過程。我一直認為，科學技術的學習，既需要理論的支撐，也需要直觀的理解。圖文並茂的學習方式，能夠有效地激發讀者的學習興趣，並加深對知識的記憶。這本書在這方麵做得相當齣色，我相信無論是初學者還是有一定基礎的讀者，都能從中受益匪淺。我期待著更多章節也能延續這種優秀的呈現方式，讓我能夠更輕鬆、更深入地掌握直拉單晶矽的各項技術。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常簡潔、流暢，沒有使用過於晦澀難懂的專業術語，即使是初次接觸直拉單晶矽工藝的讀者，也能比較容易地理解。同時，書中在關鍵的技術點上，又會使用準確的專業詞匯，並對這些詞匯進行必要的解釋，確保讀者能夠逐步建立起自己的專業知識體係。這種“循序漸進”和“由淺入深”的教學方式，正是很多教材所欠缺的。我特彆欣賞這種在專業性和易讀性之間找到平衡的寫作風格。它既保證瞭內容的科學嚴謹性，又避免瞭讓讀者望而卻步。我相信，通過這樣的講解，即便是對光伏行業瞭解不多的讀者，也能在這本書的引導下，逐步掌握直拉單晶矽的核心技術，並從中找到學習的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

書中關於設備原理的介紹，是我非常看重的一環。直拉單晶矽的生産離不開精密的設備，而對設備原理的深入理解，是進行工藝優化和故障排查的基礎。這本書在描述拉晶爐、坩堝、加熱係統等關鍵設備時，並沒有流於錶麵的介紹，而是深入到其工作原理、結構特點以及各個部件的功能。例如，在介紹感應加熱係統時，書中詳細解釋瞭電磁感應的原理，以及如何通過調整感應圈的設計來控製加熱功率和溫度分布。這種深入到“為什麼”和“怎麼樣”的講解，讓我能夠對整個生産過程有一個更係統、更本質的認識。我期待著通過對這些設備原理的學習，能夠對未來實際操作中的設備選擇、維護和升級有一個更清晰的判斷。

評分☆☆☆☆☆

這本書不僅僅是一本技術手冊，更讓我感受到瞭作者在其中傾注的心血和對行業的熱愛。在一些章節的結尾，作者往往會穿插一些對行業發展曆程的迴顧，或者對某些關鍵技術突破的背景介紹。這些“花絮”雖然不是核心技術內容，但卻能極大地豐富讀者的閱讀體驗，讓我對直拉單晶矽技術的發展脈絡有一個更清晰的認識，也更能體會到科學傢們在探索過程中的艱辛和智慧。這種將技術知識與行業人文相結閤的寫作方式，讓這本書顯得更加生動和有溫度，而不是枯燥的理論堆砌。我非常欣賞這種能夠“講故事”的技術教材，它能夠幫助我更好地理解技術背後的故事，從而更深刻地理解技術本身。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀過程中，我注意到書中在介紹一些前沿技術和發展趨勢時，錶現齣瞭高度的敏感性和前瞻性。例如，書中可能提到瞭諸如“多晶矽提純技術的發展”、“載流子輸運理論在單晶生長中的應用”等議題，這些都是目前光伏産業中非常活躍的研究方嚮。這讓我覺得這本書的內容並非停留在過去的成熟技術，而是兼顧瞭理論與實踐，也融入瞭最新的技術動態。我始終認為，一本優秀的教材，不應該僅僅是知識的搬運工，更應該能夠引導讀者去思考未來，去探索未知。能夠在這本書中窺見直拉單晶矽工藝的未來發展方嚮，讓我倍感興奮，也激發瞭我對這個領域更深層次的探索欲望。

評分☆☆☆☆☆

書中對質量控製的重視程度，讓我印象深刻。從原材料的純度要求，到生長過程中的各種監控指標，再到最終産品的檢測方法，書中都進行瞭詳細的闡述。特彆是關於晶體缺陷的分類、産生機理以及如何通過工藝手段來控製這些缺陷，這部分內容對我來說至關重要。我深知，在半導體材料領域，質量是生命綫。任何微小的雜質或缺陷，都可能對最終産品的性能産生巨大影響。這本書能夠如此細緻地講解質量控製的方方麵麵，讓我覺得其內容非常貼閤實際生産需求，也體現瞭作者在質量管理方麵的深刻理解。我期待通過學習這部分內容，能夠建立起一套嚴謹的質量控製思維，並在未來的學習和工作中加以應用。

評分☆☆☆☆☆

剛翻開目錄，就被其詳盡的章節劃分所摺服。從晶體生長的物理化學基礎，到直拉法的原理、設備，再到整個工藝流程的每一個環節，包括籽晶製備、提拉過程控製、晶體冷卻、晶體切割等，都規劃得井井有條，邏輯清晰。這不禁讓我對作者的專業性和嚴謹性肅然起敬。我一直覺得，一本好的教材，其目錄本身就應該是一張清晰的路綫圖，能夠指引讀者沿著正確的路徑去探索知識的海洋。這本書的目錄無疑做到瞭這一點，它預示著我將有機會係統地、全麵地瞭解直拉單晶矽的每一個細節，而不僅僅是零散的知識點。我迫不及待地想深入閱讀其中的內容，去理解那些看似復雜的術語背後的深刻含義，去探究那些影響晶體質量的關鍵因素。我相信，通過這本書的學習，我不僅能掌握直拉單晶矽的工藝流程，更能培養齣一種解決實際問題的能力，為我未來在光伏領域的學習和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本好的教材，其價值不僅僅在於內容的豐富和結構的完整，更在於它能否激發讀者的思考，培養讀者的創新能力。這本書在講解完基本原理和工藝流程後，在某些章節的末尾，會提齣一些值得探討的問題，或者列舉一些尚未完全解決的挑戰。例如，可能會涉及如何進一步提高矽單晶的純度，如何開發更環保、更節能的拉晶技術，或者如何利用人工智能來優化生長過程等等。這些引導性的思考題，讓我覺得這本書不僅僅是知識的傳遞，更是思想的啓迪。它鼓勵我去主動探索，去思考如何改進和創新。我相信，通過這樣一種互動式的學習方式，我能夠更深入地理解直拉單晶矽工藝的內涵，並最終形成自己獨特的見解和解決方案。

評分☆☆☆☆☆

價錢貴，內容一般，沒有工藝的設計介紹，理論也是20年前的內容

評分☆☆☆☆☆

這本書非常好，建議購買

評分☆☆☆☆☆

這一係列的這基本都這樣。

評分☆☆☆☆☆

作為外行來看已經很有用瞭，我們會爭取盡快看完的，要不怎麼在此基礎上忽悠專傢啊。

評分☆☆☆☆☆

行業高速發展，我們都要充電，發展的時間不長，資料確實不多，這一本書有單晶矽的工藝研究和實踐中的經驗，理論基礎，大量的篇幅和現場照片闡述瞭直拉單晶矽生産工藝的全過程。一個字知識無價。

評分☆☆☆☆☆

這本書是該係列最薄的一本，

評分☆☆☆☆☆

適閤自己專業方麵，並且擴展相關知識

評分☆☆☆☆☆

大概看瞭看，還不錯。

評分☆☆☆☆☆

太陽能方麵的科普係列，嗬嗬