第745章 非晶矽薄膜技術（1/2）

矽是地球上含量最高的元素之一，構成地殼總質量的26.4%，僅次於第一位的氧（49.4%）。但地球上幾乎找不到矽單質，因為矽在高溫下比較活潑，而地球早期有很長一段時間都處在高溫環境下，所以地球上的矽都通過化學反應轉化成了二氧化矽、矽酸鹽等化合物。

而隨著人類技術的進步，把矽還原成單質逐漸成為了可能。現代技術通常用石英石（二氧化矽），進行氧化還原反應得到矽單質。矽單質根據結晶與否可以分為結晶矽和非晶矽，而結晶矽根據結晶情況的不同，又可分為單晶矽和多晶矽。

半導體工業中用來生產處理器、存儲器等超大規模集成電路的基礎材料晶圓，其實就是高純度的單晶矽片。而除了半導體工業之外，另一個用矽大戶就是光伏產業。

光伏產業商業化的發端，源於七十年代的石油危機引發的能源枯竭思考，於是可再生的太陽能迅速進入了科學家的視線。但光伏產業真正開始爆發式增長，還是源於德國政府從2004年開始對新能源的大規模補貼。

隨後歐洲其他國家開始跟進，從而造就了全球光伏產業迅速崛起。但隨著2007年次貸危機席捲全球後，世界經濟陷入低迷。歐洲各國隨即開始逐步削減相關補貼，曾一度成為高新技術投資領域寵兒的光伏產業，也迅速變成了昨日黃花。

而八十年代的光伏產業還只是小荷才露尖尖角，太陽能電池才剛剛開始在計算器等一些小型的電子產品上進行應用。但為太陽能電池開發的非晶矽技術已經逐步成熟，其實如果單從矽的光電轉換效率上來說，從高到低依次為單晶矽、多晶矽和非晶矽。

用單晶矽來製造太陽能電池，光轉化效率雖然最高，但製造成本也最為昂貴，遠沒有非晶矽那樣低廉。所以從七十年代開始，最先引來研發熱潮的是非晶矽技術。

矽在半導體工業中是用來作襯底，高純度的單晶矽先被拉製成矽棒。然後切片製備成晶圓。然後在通過cvd（化學氣相沉積）、光刻、蝕刻等一系列複雜的工藝流程，在晶圓上製造大量的微小電路，從而形成超大規模集成電路。

而在tft液晶中卻有所不同，它需要在在襯底的基板玻璃上先附上一層矽膜。然後再在這層矽膜上製造用來控制液晶顯示的集成電路。而製備晶圓的工藝，顯然無法用於液晶面板上矽膜製造。相反半導體工藝中用來形成穩定固態薄膜的cvd設備，恰好可以解決在玻璃基板上覆蓋矽膜的難題。

但cvd設備除了在半導體工業中不可或缺之外，其實也已經在光伏領域用來製造非晶矽薄膜。而這一非晶矽薄膜技術其實早在1979年，就被英國的鄧迪大學率先用來試製出了非晶矽tft。

有英國人幫忙指路之後。日本和歐洲的企業和科研機構開始迅速跟進，非晶矽tft驅動液晶顯示屏的開發成果。但實驗室試製和工業化規模生產之間，畢竟還有不小的差距，搶先開始大規模投資的夏普公司就因此踩雷了。

太陽能電池對cvd設備的潔淨度要求一點也不敏感，但tft液晶對潔淨度的要求甚至比半導體產業還要苛刻。所以簡單的把用於光伏產業的cvd設備略加改進就用來生產tft液晶面板，得到的產品良率簡直是慘不忍睹。真正可行的辦法是在半導體cvd設備的基礎上，在結合非晶矽鍍膜技術重新研發專門的cvd設備。

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