带硅，顾名思义就是带状的硅。带硅又称硅带或带状硅，它是利用不同的技术，直接在硅
熔体中生长出的一种带状多晶硅材料。
目前生产的单晶硅和多晶硅大都是圆棒状的 （图１０４），浇注的多晶硅是方形的，而带硅
是带状的。采用单晶硅或浇注的多晶硅制作太阳能光伏电池，都要经过切割机将其切成硅片，
!$"而带状硅本身就是片状，不用再切片就可以直接用来制作太阳能光伏电池，这样一来，就简化
了硅片的加工工艺。其实与单晶硅和多晶硅相比，带硅的优势还不仅如此，单晶硅和多晶硅在
切片时要有切片损失，而带硅没有。内圆切割，刀锋损失３００～４００μｍ；多线切割，刀锋损失
２００μｍ左右；目前硅片厚度一般是２６０～３００μｍ。也就是说，起码要有５０％以上的硅材料被白
白浪费掉了。由此看来，切片的损失是相当惊人的。
由于带硅具有简化硅片加工工艺、节约硅材料的优点，所以得到人们的关注，在太阳能光
伏产业中已经得到初步应用。目前，带硅材料已经占到太阳能光伏电池材料市场的３％～４％，
看来，带硅材料已具有很好的发展潜力。
棒状的单晶硅和多晶硅
１—单晶硅；２—多晶硅
关于带硅材料的制备，目前已知有２０多种技术在开发，现在简单介绍其中三种。
（１）滚轮法。滚轮法 （图１０５）是将多晶硅放入石英管２内，先用电炉３将其升温熔化，
然后从上方通入气体１将熔化的硅液４从转动的两个滚子５的中间挤压出，形成长带状，再经
超急速冷却就可生产出结晶的带状硅６。
通过改变通入气体１的外加压力和两个滚子５的中间间距及旋转速度，就可控制带状硅的
厚度。
气体１应该是纯净的，而且应该是对硅液４没有污染的气体，最好是氩气、氮气或氢气。滚轮法带状单晶硅生产示意图
１—气体；２—石英管；３—电炉；４—熔化的硅液；
５—滚轮；６—带状硅
图１０６ 间隙上拉法带状单晶硅生产示意图
１—石英坩埚；２—多晶硅液体；３—铸模；４—带状单晶硅
（２）间隙上拉法。间隙上拉法 （图１０６）是将多晶硅放入石英坩埚１内，将其升温熔化成 垂直上拉法带状
单晶硅生产示意图
１—石英坩埚；２—被熔化的
多晶硅液体；３—籽晶；
４—带状单晶硅
多晶硅液体２。熔化的多晶硅液２靠着毛细管作用从铸模３的间隙上
升，然后再将上升上来的多晶硅液体２上拉，就能拉出一定厚度及
宽度的带状硅４。
如果石英坩埚１能够足够长，这种方法就可以一次拉出多根带
状硅４。
（３）垂直上拉法。滚轮法和间隙上拉法都可以生产出带状硅，
但它们生产的都不是单晶带状硅，而是多晶带状硅。有一种方法可
以生产出单晶带状硅，那就是垂直上拉法。
垂直上拉法，它与现在的直拉法生产单晶硅一
样，不同的是，直拉法生产单晶硅的石英坩埚是旋转的，而垂直上
拉法的石英坩埚不旋转。再有，直拉法生产单晶硅与垂直上拉法使
用的籽晶形状不一样，直拉法生产单晶硅使用的籽晶是方柱或圆柱
形的，而垂直上拉法的籽晶上部是方柱形，而下部是片状的。段硅棒的断面示意图
狉—硅芯的半径；δ犺—硅棒被加厚 （沉积）
的厚度；δ１—厚度沉积速率
（在单位时间里硅棒沉积的厚度）
垂直上拉法的生产工艺与直拉法生产单晶硅的工艺基本相同，
不同的只是垂直上拉法的石英坩埚不旋转。由于垂直上拉法使用了
单晶硅的籽晶为引子，所以生产出的才是单晶带状硅。
