硅
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硅是什么材料硅是一种非金属元素,化学符号为Si,原子序数为14,原子量为28.086。
在自然界中,硅主要以二氧化硅(SiO2)的形式存在,常见于石英、玻璃、珍珠岩和玄武岩等矿物中。
硅是地壳中第二多的元素,仅次于氧,占地壳质量的27.7%。
硅还是一种重要的工业原料,广泛用于光电子、半导体、光伏、化工、建筑材料等领域。
硅的性质。
硅是一种化学性质稳定的金属loid元素,具有许多独特的物理和化学性质。
首先,硅是一种半导体材料,其导电性介于导体和绝缘体之间。
这使得硅在电子器件中有着广泛的应用,如集成电路、太阳能电池等。
其次,硅具有很高的抗腐蚀性和耐高温性,能够在恶劣的环境条件下稳定工作。
此外,硅还具有良好的机械性能,硬度高、强度大,不易变形,适合用于制造各种结构件和器件。
硅的用途。
由于硅具有优良的物理和化学性质,因此在工业生产中有着广泛的应用。
首先,硅在半导体行业中有着重要的地位。
半导体材料是现代电子工业的基础,而硅是最重要的半导体材料之一。
其次,硅在光伏行业中也扮演着重要的角色。
光伏电池是一种将太阳能直接转换为电能的装置,而硅材料是光伏电池的主要制造材料。
此外,硅还被广泛应用于化工、建筑材料、玻璃制造等领域,为人类生产生活提供了重要的支持。
硅的发展前景。
随着科学技术的不断发展,硅材料的应用领域将会越来越广泛。
首先,随着电子信息技术的飞速发展,对半导体器件的需求将会持续增长,而硅作为半导体材料的主要代表,其市场需求将会持续扩大。
其次,随着环境保护意识的增强,对清洁能源的需求也在不断增加,而光伏电池作为一种清洁能源装置,对硅材料的需求也将会大幅增加。
因此,硅材料作为一种重要的工业原料,其发展前景是十分广阔的。
结语。
总之,硅是一种重要的非金属元素,具有优良的物理和化学性质,广泛应用于半导体、光伏、化工、建筑材料等领域。
随着科学技术的不断进步,硅材料的应用领域将会越来越广泛,其发展前景是十分乐观的。
希望本文能够对读者对硅材料有所了解,并对硅材料的发展前景有所启发。
关于硅的知识点总结硅的物理性质硅是一种灰色金属,具有良好的导电性、导热性和化学稳定性。
它的熔点高达1414摄氏度,沸点为3265摄氏度,具有较高的融化温度和热稳定性。
硅的密度约为2.33克/立方厘米,硬度较高,能耐高温,属于典型的半金属材料。
硅的化学性质硅是一种化学惰性较高的元素,它在常温下不易与氧气、水或其它物质发生反应。
但是,在一定条件下,硅可以与氧气、氯气等元素发生化学反应,生成二氧化硅、硅氢化合物等化合物。
此外,硅还能够形成多种配位化合物,如四氯化硅、硅烷等。
硅的应用硅在工业生产和科研领域有着广泛的应用。
首先,硅是集成电路和半导体材料的主要原料,它的导电性和稳定性使得它成为现代电子设备中不可或缺的材料。
此外,硅也是太阳能电池板的制备材料,它在光伏产业中有着重要的作用。
另外,硅还被用作制备耐高温耐腐蚀材料、电解铝、合金等。
硅的生产硅是从硅石中提取的。
硅石是一种富含二氧化硅的矿石,其主要成分为二氧化硅和少量的杂质。
硅的生产过程主要包括硅石的选矿、熔炼、精炼等步骤。
首先,硅石要经过选矿处理,去除其中的杂质;然后,将硅石加热至高温,将其中的二氧化硅还原成硅金属;最后,通过精炼等多道工序,将硅金属纯化,获得高纯度的硅产品。
硅的结构特性硅的原子结构特殊,它的原子结构为Si: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴。
这种原子结构决定了硅的物理和化学性质。
硅元素存在多种同素异形体,其中最重要的是α晶形和β晶形。
α型硅是传统的非晶硅,具有较高的电阻率,用于传统集成电路中;而β型硅具有较高的导电性和导热性,用于现代半导体材料制备中。
硅的环境影响硅是地球上丰富的元素之一,但是大规模的硅矿开采和利用对环境造成了一定的影响。
在硅石的开采过程中,常常伴随着土地破坏、水源污染等环境问题,在硅石的加工过程中,也会产生大量的尾矿渣和工业废水等污染物。
因此,在硅石的开采和加工过程中,应该注意减少对环境的不利影响,加强环保设施建设,达到可持续发展的目标。
硅知识点总结关键信息项1、硅的物理性质名称:____________________外观:____________________硬度:____________________熔点:____________________沸点:____________________导电性:____________________2、硅的化学性质与氧气反应:____________________与氯气反应:____________________与氢氟酸反应:____________________与强碱溶液反应:____________________ 3、硅的用途半导体材料:____________________太阳能电池:____________________计算机芯片:____________________4、硅的制备方法工业制备:____________________实验室制备:____________________11 硅的物理性质硅是一种具有灰色金属光泽的固体,具有硬而脆的特点。
其晶体结构属于金刚石型,原子之间以共价键相结合,形成空间网状结构。
硅的硬度较大,莫氏硬度约为 7。
硅的熔点较高,约为 1414℃,沸点约为 2355℃。
在常温下,硅的导电性较差,属于半导体材料,但在高温下其导电性会增强。
111 硅的外观硅通常呈现出银灰色的外观,具有一定的金属光泽。
112 硅的导电性硅的导电性介于导体和绝缘体之间,其导电性可以通过掺入杂质来进行调节。
例如,掺入少量的磷或硼等杂质可以显著改变硅的导电性,使其分别成为 N 型半导体和 P 型半导体。
12 硅的化学性质硅在常温下化学性质相对稳定,但在一定条件下可以与多种物质发生化学反应。
硅在加热或点燃的条件下可以与氧气发生反应,生成二氧化硅(SiO₂)。
反应方程式为:Si + O₂= SiO₂。
硅可以与氯气在加热条件下反应,生成四氯化硅(SiCl₄)。
硅的重要性现代科技离不开的元素之一硅的重要性——现代科技离不开的元素之一现代科技飞速发展,无论是电子设备、光纤通信还是太阳能发电,都离不开一个重要的元素——硅。
硅作为一种非金属元素,其重要性在现代科技领域不可忽视。
本文将从不同的角度探讨硅的重要性。
一、硅的化学性质硅化学符号为Si,它在元素周期表中属于第14族。
硅是一种具有弱金属属性的非金属元素。
它具有良好的化学稳定性,对大气、水、酸等化学介质不易发生反应。
这种稳定性使得硅成为一种理想的材料,可用于制造高效的电子器件。
二、硅在电子领域的应用硅作为半导体材料,在电子器件中广泛应用。
现今,几乎所有的计算机芯片、手机芯片以及其他集成电路都采用了硅材料。
硅可以通过控制其导电能力来实现电信号的处理与传输,从而实现信息的快速传递。
它的卓越性能使得现代电子设备变得更小、更轻便、更高效。
三、硅在光纤通信中的重要性随着互联网的普及和信息交流的便捷化,光纤通信成为了现代社会的基础设施。
硅材料由于其高纯度、低损耗、高稳定性和光学特性,成为了制造光纤的理想材料。
光纤通信使用硅芯片将信息转化为光脉冲信号,并通过光纤传输,实现了高速、长距离的信息传递。
硅的重要性在这个领域中显得尤为突出。
四、硅在太阳能领域的应用随着环境保护意识的增强和能源危机的威胁,太阳能逐渐成为一种重要的可再生能源。
硅在太阳能电池的制造中发挥了关键作用。
硅太阳能电池是利用硅材料的光电转换特性来将太阳能转化为电能。
硅能够稳定地吸收来自太阳的光线,并将其转化为电子能量。
凭借其高效率和成本适中的特点,硅太阳能电池已广泛应用于居民家庭和商业领域。
五、硅在材料工业中的地位除了在电子、光纤通信和太阳能领域,硅在材料工业中也起到了重要的作用。
硅是许多材料的基础原料,如硅橡胶、硅油、硅树脂等。
硅材料具有优良的耐高温性、化学稳定性和电绝缘性,可以广泛应用于建筑、汽车、医药、化工等行业。
此外,硅材料还被用于制造人造水晶、陶瓷、涂料和涂层。
硅字的解释新华字典一、介绍硅字的来源和基本概念1.1 硅字的来源硅(guī)字起源于甲骨文,形状类似于一个由竖直和水平线段构成的图形。
它是一个单音节汉字,也是一种化学元素,其符号为“Si”。
1.2 硅字的基本含义在新华字典中,硅字有多个基本含义:1.指硅石,即“二氧化硅”(SiO2)的简称。
硅石是一种常见的自然矿物,是构成地壳的主要成分之一。
2.指硅酸盐。
硅酸盐是一类化合物,由硅酸(H2SiO3)与金属离子结合而成,广泛存在于自然界中。
二、硅的化学性质及应用2.1 硅的化学性质硅是一种非金属元素,具有以下化学性质:•硅是地壳中含量第二丰富的元素,占地壳重量的27.7%。
•硅是一种稳定的四价元素,既可以与非金属形成共价键,也可以与金属形成离子键。
•硅在常温下比较稳定,但在高温下会与氧发生反应生成二氧化硅。
•硅具有较好的导电性能,被广泛应用于半导体行业。
2.2 硅的应用领域由于硅具有良好的性能和广泛的资源分布,它在许多领域都有重要的应用,包括:1.半导体工业:硅是制造集成电路和太阳能电池等器件的主要材料。
2.玻璃工业:硅作为硅酸盐的主要成分,广泛用于制造玻璃、陶瓷和釉料等。
3.化学工业:硅酸及其衍生物被广泛应用于阻燃剂、涂料和油漆等产品的生产中。
4.纤维工业:硅纤维是一种具有高强度和耐高温性能的纤维材料,广泛用于防火服装和航空航天等领域。
三、硅在科学和技术发展中的重要性3.1 硅在半导体行业中的应用硅在半导体工业中的应用对科学和技术的发展有着重要的推动作用。
半导体材料的发展使得信息技术和电子产品得以飞速发展,催生了计算机、手机和互联网等现代科技的快速普及。
3.2 硅纳米技术的应用硅纳米技术是近年来兴起的一项前沿技术,通过将硅材料制备成纳米级别的结构,可以赋予材料新的性能和应用。
例如,硅纳米材料在药物传递和储能领域的应用前景广阔,对于实现更高效的癌症治疗和新型电池的研发具有重要意义。
3.3 硅在环境保护中的应用硅材料还可以应用于环境保护领域。
硅(Si)是一种非金属元素,具有以下特点:
1. 高熔点和高热稳定性:硅具有较高的熔点(约为1414°C),因此在高温环境下能够保持稳定性。
这使得硅在高温应用中表现出色,例如在半导体制造中的炉管、炉膛等设备。
2. 半导体性质:硅是一种重要的半导体材料,其电导率介于金属和非金属之间。
通过控制硅的杂质浓度和结构,可以将硅制成p型或n型半导体,用于制造电子器件如集成电路(IC)、太阳能电池等。
3. 良好的机械性能:硅具有较高的硬度,且具有较好的抗拉强度和耐磨性。
这使得硅在一些应用领域中作为结构材料使用,例如制造光学窗口、传感器封装等。
4. 化学惰性:硅在常温下对大多数酸和碱都具有较好的耐腐蚀性。
这使得硅在化学实验室、化学工业中常被用作反应容器、仪器设备的制造材料。
5. 高纯度和可控性:硅可以通过精细的提纯工艺制备高纯度的晶体硅,用于半导体材料的制备。
此外,硅的物理和电学性质可以通过控制晶体结构和取向进行调控,以满足具体应
用需求。
6. 可广泛应用:硅材料广泛应用于电子、光电、光学、化工等领域。
在电子行业中,硅是制造集成电路和其他电子器件的基本材料。
在太阳能产业中,硅是制造太阳能电池的关键材料。
总体而言,硅作为一种重要的材料,在半导体、光电和化工等领域发挥着重要作用,其特点包括高热稳定性、半导体性质、机械性能和化学惰性等。
硅是什么材料
硅(Silicon)是一种化学元素,位于元素周期表的第14组、
第3周期,原子序数为14,原子量为28.086。
硅是地壳上最
丰富的元素之一,占地壳质量的27.7%。
它广泛存在于各种矿
物和岩石中,如石英、长石、云母等。
硅是一种非金属材料,具有许多独特的物理和化学性质,因此被广泛应用于工业和科学领域。
以下是硅的一些重要特性:
1. 高熔点:硅的熔点为1414℃,使其能够在高温环境下保持
稳定性。
2. 导电性:硅是一种半导体材料,其导电性介于导体(如铜)和绝缘体(如橡胶)之间。
它可以根据所添加的杂质浓度进行控制,从而用于电子器件的制造,如晶体管和集成电路。
3. 光学性能:硅具有较高的透光性,特别是在红外波段。
因此,在太阳能电池板、光纤通信和光学元件等领域中得到广泛应用。
4. 化学惰性:硅是一种相对惰性的元素,不与大多数酸、碱和溶剂反应。
这使得它在制备化学试剂、催化剂和防腐涂层等方面具有重要的应用价值。
5. 强度和硬度:硅具有较高的密度和硬度,使其在结构材料领域中得到广泛应用。
例如,硅晶圆可用于制备半导体芯片,而硅橡胶可用于制造密封件和绝缘材料。
6. 生物相容性:硅具有优异的生物相容性,对人体组织和血液几乎没有任何刺激性。
因此,它被广泛应用于医疗器械、人工器官和生物传感器等领域。
总的来说,硅是一种多功能材料,其广泛的应用领域包括电子、光学、化学、材料科学和生物医学等方面。
随着科技的发展,硅的应用前景将更加广阔。
一、“十一五”发展回顾
我国光伏产业概况
1.太阳能电池产量不断提高,产品外销比重大
“十一五”期间,我国太阳能电池产量以超过100%的年均增长率快速发展。
2007-2010年连续四年产量世界第一,2010年太阳能电池产量约为10GW,超过全球总产量的50%。
我国太阳能电池产品90%以上出口,2010年出口额达到202亿美元。
2.多晶硅产业规模快速扩大,掌握生产关键技术
“十一五”期间,我国投产的多晶硅年产量从两三百吨发展至4.5万吨,光伏产业原材料自给率由几乎为零提高至50%左右,已形成数百亿元级的产值规模。
国内多晶硅企业已掌握改良西门子法千吨级规模化生产关键技术,规模化生产的稳定性逐步提升,副产物综合利用水平稳步提高,部分企业能耗指标接近国际先进水平。
3.晶硅电池占据主导地位,产品质量稳步提高
“十一五”末期,我国晶硅电池占太阳能电池总产量的95%以上。
太阳能电池产品质量逐年提升,尤其是在转换效率方面,骨干企业产品性能增长较快,单晶硅太阳能电池转换效率达到17-19%,多晶硅太阳能电池转换效率为15-17%,薄膜等新型电池转换效率约为8-10%。
4.生产设备不断取得突破,国产化水平不断提高
国产单晶炉、多晶硅铸锭炉、开方机等设备已接近或达到国际先进水平,占据国内较大市场份额。
晶硅太阳能电池专用设备除全自动印刷机和切割设备等外基本实现了国产化并具备生产线“交钥匙”的能力。
硅基薄膜电池生产设备初步形成小尺寸整线生产能力。
2010年我国光伏专用制造设备销售收入超过40亿元,出口交货值达到1亿元。
5.国内光伏市场逐步启动,装机量快速增长
我国已相继出台了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行方法》和《关于实施金太阳示范工程的通知》等政策,并先后启动了两批总计290MW的光伏电站特许权招标项目。
截止2010年,我国累计光伏装机量达到800MW,当年新增装机容量达到500MW,同比增长166%。
二、“十二五”面临形势
目前,各主要发达国家均从战略角度出发大力扶持光伏产业发展,如德国、西班牙等制定了上网电价法支持太阳能光伏发电,美国、日本等则持续通过“太阳能屋顶”计划等推动应用市场。
国际各方资本也普遍看好光伏产业:一方面,光伏行业内众多大型企业纷纷宣布新的投资计划,不断扩大生产规模;另一方面,其他领域如半导体企业、显示企业携多种市场资本正在或即将进军光伏行业。
从我国未来社会经济发展战略路径看,发展太阳能光伏产业是我国保障能源供应、建设低碳社会、推动经济结构调整、培育战略性新兴产业的重要方向。
“十二五”期间,我国光伏产业将继续处于快速发展阶段,同时也面临着大好机遇和严峻挑战。
(一)我国光伏产业发展面临广阔发展空间
世界常规能源供应短缺危机日益严重,仅以石油为例,至2009年底全球已证实的储量可供开采时间仅为45.7年。
同时,化石能源的大量开发利用已成为造成自然环境污染和人类生存环境恶化的主要原因之一。
寻找新兴能源、发展社会经济已成为世界热点问题。
在各种新能源中,太阳能光伏发电具有无污染、可持续、总量大、分布广、利用形式多样等优点,受到世界各国的高度重视。
我国光伏产业在制造水平、产业体系、技术研发等方面具有良好的发展基础,国内外市场前景总体看好,只要抓住发展机遇,加快转型升级,后期必将迎来更加广阔的发展空间。
(二)光伏产业、政策及市场亟待加强互动
从全球来看,太阳能电池需求的近期成长动力主要来自于各国政府对光伏产业的政策扶持和价格补贴。
同国外发达国家相比,我国政府支持光伏应用的政策体系尚不完善:已经出台的规划目标大大落后于产业的发展,需要及时调整;与可再生能源法配套的电价政策尚未落实;市场促进政策仍显不足,没有形成支持光伏发电持续发展的长效机制。
目前我国生产的太阳能电池90%以上出口海外市场,产业发展受金融危机和海外市场变化影响很大,对外部市场的依存度过高,不利于持续健康发展。
(三)产业发展面临国际贸易保护的严峻挑战
近年来欧美等国已出现多起针对我国光伏产业的贸易纠纷,类似纠纷后续仍将出现。
主要原因有:一是我国太阳能电池成本优势明显,国际市场份额不断扩大,对国外产品造成压力;二是行业发展无序,个别跟风投资的中小企业,其产品质量及环保综合利用情况堪忧;三是国内光伏市场尚未大规模启动,产品主要外销,容易引发倾销疑虑;四是我国产品标准体系不完善,企业自律能力不足,存在产品质量水平参差不齐等问题。
(四)新工艺、新技术快速演进,国际竞争不断加剧
全球光伏产业技术发展日新月异:晶体硅电池转换效率年均增长一个百分点;薄膜电池技术水平不断提高;纳米材料电池等新兴技术发展迅速;太阳能电池生产和测试设备不断升级。
而国内光伏产业在很多方面仍存在较大差距,国际竞争压力不断升级:多晶硅关键技术仍落后于国际先进水平,晶硅电池生产用高档设备仍需进口,薄膜电池工艺及装备水平明显落后。
三、“十二五”主要任务
(一)推动工艺技术进步,实现转型升级
发展清洁、安全、低能耗、高纯度、规模化的多晶硅生产技术,提高生产过程中的副产物综合利用率,缩小与国际生产水平的差距。
实现太阳能电池生产技术的创新发展,鼓励规模化生产,提高光伏产业的核心竞争力。
推动行业节能减排。
密切关注清洁、环保的新型光伏电池及材料技术进展,加强技术研发。
(二)提高国产设备和集成技术的研发及应用水平
以提高产品质量、光电转换效率,降低能耗为目标,支持多晶硅、硅锭硅片、晶硅电池片及组件、薄膜电池关键生产设备,以及发电应用设备的研发与产业化,加强国产设备的应用。
推动设备企业与光伏产品企业加强技术合作与交流。
(三)提高太阳能电池的性能,不断降低产品成本
大力支持低成本、高转换效率和长寿命的晶硅太阳能电池研发及产业化,降低电池产品成本和最终发电成本,力争尽快实现平价上网。
推动硅基薄膜、铜铟镓锡薄膜等电池的技术进步及产业化进程,提高薄膜电池的转率效率。
(四)促进光伏产品应用,扩大光伏发电市场
积极推动上网电价政策的制定和落实,并在农业、交通、建筑等行业加强光伏产品的研发和应用力度,支持建立一批分布式光伏电站、离网应用系统、BIPV 系统、小型光伏系统,鼓励大型光伏并网电站的建设与应用,推动完善适应光伏发电特点的技术体系和管理体制。
(五)完善光伏产业配套服务体系建设
建立健全标准、专利、检测、认证等配套服务体系,加强光伏行业监管与服务,支持行业自律协作。
积极参与国际标准制定,建立完善符合我国国情的光伏国家/行业标准体系,包括多晶硅材料、电池/组件的产品标准,光伏生产设备标准和光伏系统的验收标准等。
加快建设国内认证、检测等公共服务平台。
四、“十二五”发展重点
(一)高纯多晶硅
支持低能耗、低成本的太阳能级多晶硅生产技术。
在现有的基础上,通过进一步的研究、系统改进及完善,开发出稳定的电子级多晶硅生产技术,并建立千吨级电子级多晶硅生产线。
突破高效节能的大型提纯、高效回收氢气净化、高效化学气相沉积、多晶硅副产物综合利用等装置及工艺技术,建设万吨级高纯多晶硅生产线,综合能耗小于140度/公斤。
(二)硅碇硅片
支持高效、低成本、低能耗硅碇生产技术,突破硅片薄片化技术,提高硅片质量。
(三)晶硅电池
大力发展高转换率(电池转换效率在21%以上)、长寿命晶硅电池技术的研发与产业化。
重点发展低反射率的绒面制备技术、激光选择性发射极技术及后续的电极对准技术、等离子体钝化技术、低温电极技术、全背结技术的研究及应用。
关注薄膜硅/晶体硅异质结等新型太阳能电池成套关键技术。
(四)薄膜电池
重点发展非晶与微晶相结合的叠层和多结薄膜电池。
降低薄膜电池的光致衰减,鼓励企业研发5.5代以上大面积高效率硅薄膜电池,开发柔性硅基薄膜太阳电池卷对卷连续生产工艺等。
及时跟进铜铟镓硒和有机薄膜电池的产业化进程,开发并掌握低成本非真空铜铟镓锡薄膜电池制备技术,磁控溅射电池制备技术,真空共蒸法电池制备技术,规模化制造关键工艺。
(五)高效聚光太阳能电池
重点发展高倍聚光化合物太阳能电池产业化生产技术,聚光倍数达到500倍以上,产业化生产的电池在非聚光条件下效率超过35%,聚光条件下效率超过40%,衬底剥离型高倍聚光电池转化效率在非聚光条件下效率超过25%。
突破高倍聚光太阳电池衬底玻璃技术、高效率高倍聚光化合物太阳电池技术、高倍率聚光电池测试分析和稳定性控制技术等,及时发展菲涅尔和抛物镜等配套设备。
(六)BIPV组件
重点发展BIPV(Building Integrated Photovoltaic,光伏建筑一体化)组件生产技术,包括可直接与建筑相结合的建材、应用于厂房屋顶、农业大棚及幕墙上的双玻璃BIPV组件、中空玻璃组件等,解决BIPV组件的透光、隔热等问题,结合美学原理,设计出美观、实用、可直接作为建材和构件用的BIPV组件。
扩大BAPV(Building Attached Photovoltaic,建筑附着光伏)组件应用范围。