《光伏硅晶体材料的制备、表征及应用技术》介绍了单晶硅、多晶硅和太阳能电池生产的基本原理、主要设备和工艺过程，涵盖了大部分光伏产业链，涉及了硅材料相关的理论基础、生产工艺、生产设备、检测手段等。全书共分为四部分：第一部分直拉单晶硅；第二部分铸造多晶硅；第三部分硅片加工；第四部分硅片的光伏应用——太阳能电池。
《光伏硅晶体材料的制备、表征及应用技术》由学校专业老师与企业专家共同编写，有针对性地介绍晶硅生产应掌握的理论知识和操作技能，将目前企业的实用知识编入教材，适用于高等院校及高职院校与太阳能光伏产业、硅材料技术相关专业的师生教学用书，也可作为从事光伏行业及硅材料生产企业的培训教材及相关专业技术人员和工程师的参考用书。
第一部分直拉单晶硅
第1章结晶理论2
1.1热场与单晶生长2
1.1.1晶体生长系统中的能量关系2
1.1.2热场对单晶生长的影响2
1.2晶核的形成和晶体的长大6
1.2.1晶核的形成6
1.2.2晶体的长大9
1.3生长界面结构模型11
1.4分凝效应12
习题14
第2章区熔单晶硅的制备15
2.1区熔法简介15
2.2区熔单晶硅的生长过程17
2.3区熔单晶硅的掺杂17
习题20
第3章直拉单晶硅的制备21
3.1直拉单晶硅的原辅料及主要设备21
3.1.1原辅料21
3.1.2直拉单晶炉28
3.1.3自动硅料清洗机35
3.2直拉单晶硅的生长技术36
3.2.1原辅料的准备36
3.2.2直拉单晶硅的工艺过程39
3.2.3拉速、温度曲线及埚升速度的计算49
3.2.4异常情况及处理方法51
3.3其他直拉技术53
3.3.1磁控直拉技术53
3.3.2连续直拉生长技术54
3.3.3液体覆盖直拉技术54
3.4直拉单晶硅的掺杂55
3.4.1杂质分布规律55
3.4.2掺杂量计算55
习题60
第二部分铸造多晶硅
第4章多晶硅铸锭基础理论63
4.1定向凝固生长原理63
4.1.1成分过冷理论63
4.1.2界面稳定性动力学理论(MS理论)65
4.2多晶硅的定向凝固68
4.2.1平面凝固技术68
4.2.2凝固界面形态70
4.2.3晶粒尺寸的控制71
习题72
第5章多晶硅铸锭73
5.1多晶硅铸锭技术简介73
5.2铸锭的主要原辅料及设备76
5.2.1原辅料76
5.2.2铸锭主要设备76
5.3多晶硅铸锭工艺79
5.3.1坩埚喷涂80
5.3.2装料82
5.3.3长晶过程83
5.3.4铸锭出炉84
习题84
第6章铸造多晶硅中的杂质85
6.1铸造多晶硅中的氧85
6.1.1氧杂质的来源和浓度分布85
6.1.2多晶硅中氧的存在状态86
6.2铸造多晶硅中的碳、氮和氢87
6.2.1铸造多晶硅中的碳87
6.2.2铸造多晶硅中的氮88
6.2.3铸造多晶硅中的氢89
6.3铸造多晶硅中的金属杂质和吸杂90
6.3.1铸造多晶硅中的金属杂质90
6.3.2金属杂质的控制92
6.4铸造多晶硅中的缺陷94
6.4.1铸造多晶硅的晶界94
6.4.2铸造多晶硅中的位错95
习题96
第三部分硅片加工
第7章硅片加工原辅料和主要设备98
7.1原辅料98
7.1.1传统砂浆线切割用原辅料98
7.1.2金刚线100
7.1.3清洗用化学试剂103
7.1.4其他原辅料106
7.2切片主要设备108
7.2.1滚磨、开方设备108
7.2.2清洗设备114
7.2.3切片设备115
习题116
第8章硅片加工工艺117
8.1单晶硅片切片工艺117
8.1.1切断117
8.1.2滚磨、开方118
8.1.3切片123
8.1.4硅片脱胶、清洗127
8.1.5检验、分选和包装138
8.2多晶硅片切片工艺146
8.3硅片切割质量影响因素149
8.4新型切割技术151
习题152
第九章硅材料的表征153
9.1硅锭的表征153
9.1.1红外探伤153
9.1.2少子寿命测试154
9.1.3P/N型测试155
9.1.4电阻率测试157
9.2硅片的表征160
9.2.1单晶切片工序相关硅片参数160
9.2.2硅片参数检验162
9.3硅片自动分选机165
习题169
第四部分硅片的光伏应用——太阳能电池
第10章太阳能光电物理基础171
10.1半导体物理基础171
10.1.1能带结构171
10.1.2半导体的光吸收和光复合174
10.1.3载流子的传输179
10.2太阳能电池基本原理181
10.2.1P-N结181
10.2.2光生伏特效应185
10.2.3太阳能电池的特性参数188
习题192
第11章太阳能电池的制备193
11.1太阳能电池制备工艺193
11.1.1硅片检测194
11.1.2表面制绒194
11.1.3扩散制结204
11.1.4刻蚀和去磷硅玻璃215
11.1.5镀减反射膜219
11.1.6金属电极制备220
11.2太阳能电池的测试和分选221
11.2.1分选机自动分选221
11.2.2外观分选224
11.2.3硅片常见不良227
11.3新型高效电池技术229
11.3.1P-PERC和N-PERT电池229
11.3.2HIT电池231
11.3.3TopCon电池231
11.3.4IBC电池232
习题234
参考文献236
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