光伏行业的石英玻璃应用

石英玻璃的大部分应用都利用其光学特性，因为它具有宽广的透明度范围和卓越的透光率，范围从紫外到红外区域。石英玻璃不易被紫外线和高能辐射损坏。光可以在功能化光路中穿过石英玻璃，失真小。具有光学应用的产品示例有：棱镜、透镜、分束器、偏振器、反射镜和窗口。

光学照明设备

高纯度石英玻璃用于各种灯具和照明系统，如汞灯、卤素灯、氙气灯、紫外线灯以及提供高温光源的弧光灯和白炽灯。这些灯用于多个行业，其中包括食品和医疗行业的消毒和清洁设备以及半导体行业的曝光设备。

紫外线灯

化工设备和仪器

石英玻璃材料是一种很好但昂贵的替代品，因为它是化学惰性的，对于不能承受特定用途的高温应用的其他玻璃类型。常见的应用是玻璃器皿、板和管。

耐火材料

熔融石英用作制造耐火件的材料，如坩埚、托盘、护罩和辊，用于高温工艺，包括炼钢和玻璃生产。

石英是一种用途广泛的晶体

根据报道说法“标准光伏电池需要纯的多晶硅，它由石英制成，光伏石英是一种由硅和氧 (SiO2) 组成的矿物。光伏电池的许多方面及其各种生产工艺也使用由熔融石英制成的玻璃。石英的稳定性、透光性和耐热性使其对于半导体的制造以及光伏电池的制造必不可少。用于太阳能电池生产的石英几乎是惰性的，很有弹性，并且能够承受半导体生产和评估过程中的高温。要被视为微电子级(例如-Si)，硅必须具有非常高的纯度，杂质含量低于十亿分之一。然而，太阳能级硅 (sog-Si) 的纯度要求要低得多：低于百万分之一。

在光伏电池的标准生产过程中，金属硅与氯化氢在 650 摄氏度下反应，产生一种叫做三氯硅烷的液体。这种液体通过蒸馏纯化，蒸发，然后沉积为硅锭上的多晶硅。该过程相对能源密集型，仅制造 1 公斤纯化硅就需要 100 至 160 千瓦时。接下来，在这个过程中，纯化的多晶硅被液化，掺硼，并固化成重约 100 公斤的矩形或圆柱形硅锭。这些晶锭经过机械加工形成标准长度为 156 毫米的块。大约 200 μm 厚的硅圆盘晶片是用线锯从硅锭上切割下来的。然而，硅晶片的形状并不总是像圆盘。出于密度或效率的目的，它们通常根据晶片必须紧密地装配在一起而制成正方形或其他形状。

对于光伏电池，清洁过的晶圆通常会被蚀刻以产生有纹理的外观。这种纹理化减少了不必要的阳光反射并大大提高了光吸收，尤其是在光谱的较长波长端。

晶片外侧的 pn 结由掺硼 p 基和掺磷 n 发射组成，可将其转换为大规模半导体二管。该特征是通过使用高浓度磷掺杂剂制造的，该掺杂剂在大约 900 摄氏度的温度下扩散到晶片中，直到达到 0.3 微米的深度。使用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 工艺，含氢氮化硅层被放置在晶片的正面。该层提高了电池的效率并充当抗反射层。它还赋予光伏电池标志性的深蓝色。

半导体制造商都使用石英和熔融石英产品，包括用于研究、开发和评估的生产设备和实验室器具。具体而言，石英玻璃可以在用于制造光伏电池的生产炉和反应室中找到。作为市售纯净的材料之一，熔融石英的标称纯度可高达 99.996%。熔融石英的纯度对半导体生产商很有用，因为即使是微量杂质也可以传递到硅片上，从而导致性能降低。例如，有多种污染物会影响掺杂剂的性能，从而造成延迟，从而破坏半导体性能。即使是少量的碱也会降低晶片产量。

“熔融石英的高纯度在玻璃行业中是优秀的。熔融石英玻璃也比广泛使用的硼硅酸盐产品具有更高的质量。许多光学实验室更喜欢熔融石英的纯度，因为它允许相对较宽的光波长范围完全通过，这是许多研究应用的关键特征。”