多晶矽純度的表示方法

太陽能電池，所需要的多晶矽到底要多純，這個問題是困擾各個多晶矽廠家的問題。有人說7n，有人說6n ，有人說5n 就可以。其實，這些說法可能都不錯。

首先，要對材料的定義術語來乙個約定。通常我們說6n ，或5n ，理論上，應當是指用100減去矽中所含有的所有雜質的濃度的百分比數目所得到的「9」的個數。例如，如果所有雜質濃度加起來為10ppm，也就是0.

001%，那麼100減後，為99.999%，我們稱之為5個9，或者5n， n 代表英文的nine，就是「九」的意思。

所以，5n，指的是百分數裡小數點前後的所有的「9」的個數，而不是小數點後的「9」的個數。

上面的定義雖然嚴格，但是，要將矽中的所有元素（109個）全部檢測一遍，談何容易。目前在ppm級的精度，測試元素含量比較普遍的儀器是icp-aes（電感耦合等離子體發射光譜儀），或icp-ms（電感耦合等離子體質譜儀），也有採用gdms（輝光放電質譜儀）的，這些儀器如果分開測量的話，一共可以測量到60~70個元素，但一次能夠測量的元素通常只有20~30個。通常人們會選取矽中比較常見的，含量較多的元素來測量，而其它的元素，雖然沒有測，但通常都處於探測極限之下了，即便有也是很微量的，因此，測不測，其實結果是差不多的。

還需要說明的是，以ppm（百萬分之一）表示雜質的含量時，還有ppmw和ppma的分別。ppmw指的是按重量（質量）計算的濃度，如b 是2ppmw，即指在每克矽中有2微克硼；而ppma則指的是原子密度計算的濃度，即每百萬個矽原子有幾個雜質原子。對於同乙個材料來說，ppmw和ppma是有一定的對應關係的，其比值與矽原子和雜質原子的原子量的比值相同。

例如，矽的原子量為28，而硼的原子量為11，如果硼的濃度為2ppmw，則對應的ppma的值就是：2*28/11= 5.1ppma。

通常，icp-aes，icp-ms，gdms給出的是ppmw的值，而ftir 等光譜儀給出的是ppma的值。本文中給出的 ppm如果不加說明的話，都是指ppmw。

此外，人們發現，矽中有些元素，例如c，o，n，h 等非金屬元素，當其它的雜質的純度到了一定的程度後，自然會降低到一定的程度，例如小於10ppm，這時，這些元素對於矽作為太陽能電池的效能如轉換效率已經不會有不良的影響（有分析表明，c、o各在20ppma以下，都不會使電池片產生明顯的衰減現象，也不會對電池片的轉換效率有影響，但筆者認為此結果有待商榷），因此，只要這些元素的含量不會過大，通常就不需要將這些元素的含量從總的含量中減去了。

因此，現在人們為了省事，通常就用100減去使用常規的icp 等儀器所測量出來的二三十個元素得到的數值來代表所測量的矽材料的純度。這表示方法雖然不是十分嚴謹，但與理論上的定義也區別不大。另外，這個方法不考慮如c、n、o、h等無害元素，當這些雜質的含量沒有大到足以影響光電轉換效率的時候，還可以把這些無關的元素屏除，可以使這些雜質含量指標更好地與電池的效能對應，因此，目前，是廣泛為人們所接受的表示法。

而對於金屬矽，由於其中最大量的元素是鐵、鋁和鈣，因此，通常就用100減去這三種雜質的含量之和的值來宣稱是多少個九了。比如，含鐵600ppm，鋁300ppm, 鈣100ppm，那麼這三種雜質含量之和為1000ppm，也就是0.1%，那麼用100%減去後，得到99.

9%，也就可以說，該金屬矽是3n的。這個表示法，雖然不嚴格，與目前國內對金屬矽的規格等級的定義也能對應得上。

除了整數的n 外，還有小數的。例如，說5.5n，指的是純度為99.

9995%，而5.2n，指的是純度為99.9992%。

因此，這種叫法可以很直觀而便捷地給出矽料的純度，儘管不太規範，但卻可以很明確地表示純度的方法，也不妨約定俗成，推廣使用。

多晶矽純度的表示方法

多晶矽薄膜的製備方法

多晶矽廢水

多晶矽可研

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