在米粒大的硅片上,已能集成16萬個晶體管。這是何等精細的工程!這是多學科協(xié)同努力的結晶,是科學技術進步的又一個里程碑。地殼中含量達25.8%的硅元素,為單晶硅的生產(chǎn)提供了取之不盡的源泉。由于硅元素是地殼中儲量豐富的元素之一,對太陽能電池這樣注定要進入大規(guī)模市場(mass market)的產(chǎn)品而言,儲量的優(yōu)勢也是硅成為光伏主要材料的原因之一。
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多晶硅生產(chǎn)過程中主要危險、有害物質(zhì)中氯氣、氫氣、三氯氫硅、氯化氫等主要危險特性有:
1)氫氣:與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱或明火即會發(fā)生爆炸。氣體比空氣輕,在室內(nèi)使用和儲存時,漏氣上升滯留屋頂不易排出,遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。
2)氧氣:助燃物、可燃物燃燒爆炸的基本要素之一,能氧化大多數(shù)活性物質(zhì)。與易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。
3)氯:有刺激性氣味,能與許多化學品發(fā)生爆炸或生成爆炸性物質(zhì)。幾乎對金屬和非金屬都起腐蝕作用。屬高毒類。是一種強烈的刺激性氣體。
4)氯化氫:無水氯化氫無腐蝕性,但遇水時有強腐蝕性。能與一些活性金屬粉末發(fā)生反應,放出氫氣。遇氰化物能產(chǎn)生劇毒的氰化氫氣體。
5)三氯氫硅:遇明火強烈燃燒。受高熱分解產(chǎn)生有毒的氯化物氣體。與氧化劑發(fā)生反應,有燃燒危險。極易揮發(fā),在空氣中發(fā)煙,遇水或水蒸氣能產(chǎn)生熱和有毒的腐蝕性煙霧。燃燒(分解)產(chǎn)物:氯化氫、氧化硅。
6)四氯化硅:受熱或遇水分解放熱,放出有毒的腐蝕性煙氣。
7)氫氟酸:腐蝕性極強。遇H發(fā)泡劑立即燃燒。能與普通金屬發(fā)生反應,放出氫氣而與空氣形成爆炸性混合物。
8)硝酸:具有強氧化性。與易燃物(如苯)和有機物(如糖、纖維素等)接觸會發(fā)生劇烈反應,甚至引起燃燒。與堿金屬能發(fā)生劇烈反應。具有強腐蝕性。
9)氮氣:若遇高熱,容器內(nèi)壓增大。有開裂和爆炸的危險。
10)氟化氫:腐蝕性極強。若遇高熱,容器內(nèi)壓增大,有開裂和爆炸的危險。
單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素,是晶體材料的重要組成部分,處于新材料發(fā)展的前沿。其主要用途是用作半導體材料和利用太陽能光伏發(fā)電、供熱等。由于太陽能具有清潔、環(huán)保、方便等諸多優(yōu)勢,近三十年來,太陽能利用技術在研究開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場開拓方面都獲得了長足發(fā)展,成為世界快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。