国家开放大学《光伏电池材料》形考任务1-4参考答案

国家开放大学《光伏电池材料》形考任务1-4参考答案形考任务11.多晶硅属于()2.二元相图通常采用()的坐标系。原子的具体排列情况，可将所有晶体分成()个晶系，()种布拉菲点阵。B.5、10D.10、204.关于二氧化硅以下说法错误的是()5.关于硅单质说法错误的是()。C.熔点为1420℃,沸点为2355℃6.关于硅的化学性质说法错误的是()。7.关于四氯化硅以下说法错误的是()B.熔点-70℃,沸点57.6℃8.关于位错密度说法错误的是()。9.观察晶体中位错最简单的方法是()。10.硅晶体的解理面有()11.面心立方结构晶胞中的原子数为()A.4D.113.室温一个大气压下，液态水的自由度为()。A.3D.114.西门子法作为硅的提纯工艺，所用的原料主要是()B.99.9999%(6个9)的为太阳能级硅C.99.999999999%(11个9)的为电子级硅15.下列属于面缺陷的是()16.液态水、冰、水蒸气共存时，独立组元数为()。A.217.一般热处理时的原子扩散主要与()有关18.以下()不是自然界中的硅同位素。A.30Si19.杂质原子与基体原子尺寸相当，容易形成()C.空位1.不能用于区分晶体与非晶体的是()A.硅的电导率对外界因素(如光、热、磁等)高度敏感元13.关于位错的观察，说法正确的是()。14.硅在自然界主要以()形式存在。15.解理面通常是晶面间距较大的晶面。在金刚石结构中，下面晶面的晶面间距最大的是()。16.金刚石结构的晶胞中原子数为(),配位数为()。17.两侧晶粒位向差为1°的晶界属于()。18.热力学平衡条件包括()。19.下列不属于面缺陷的是()。20.下列属于晶体的宏观特性的有()三、判断题1.柏氏矢量说明了畸变发生在什么晶向，是一个没有大小的量。(×)2.点缺陷的平衡浓度随温度升高呈指数关系增加。(√)4.硅是通过自由电子导电的，所以载流子就是自由电子。(×)5.硅烷就是甲硅烷。(×)6.硅在地壳中的丰度为25.90%,仅次于氧，硅的含量在所有元素中居第二位。7.滑移的方向是与位错线平行的为刃型位错。(×)8.甲硅烷的化学性质很活泼，有强的氧化性。(×)9.可很方便制备得到位错很少的多晶硅片。(×)10.内能是随缺陷增加而增加的，所以空位越多越不稳定。(×)11.平衡状态下，位错密度随温度升高呈指数关系增加。(×)12.普通玻璃是无定形二氧化硅。(×)13.刃型位错和螺型位错的判断可以通过晶体发生局部滑移的方向是与位错线垂直还是平行来区分。(√)15.一氧化硅是硅和二氧化硅的均匀混合物在低压下加热到1450K以上生成16.有些杂质即使在硅中含量超过1015cm-3,也不会对电池的转换效率产生17.在半导体的P-N结中，浓度梯度形成的扩散作用与内建电场的电场力的18.在常温下硅对多数酸是稳定的。(√)19.在常温下硅能与稀碱溶液反应。(√)20.在绝对温度零度和无外界激发的条件下，硅晶体没有自由电子存在，完四、连线题(1)点缺陷一一B.空位(2)线缺陷一一A.位错(3)面缺陷一一C.相界(1)二氧化硅一一B.可以从河砂中水洗去掉粘土等杂质和进行筛分得到(2)三氯氢硅一一C.在潮湿空气中与水蒸气发生水解作用会产生烟雾(3)四氯化硅一一A.沸点31.5℃,室温下无色透明液体3.将各种硅化合物与熔沸点一一对应。(1)四氯化硅一一B.熔点-70℃,沸点57.6℃(2)三氯氢硅一一C.熔点-128℃,沸点31.5℃(3)甲硅烷一一A.熔点-185℃,沸点-111.8℃4.将各种硅化合物与作用一一对应。(1)二氧化硅一一B.制造冶金硅的主要原料之一(2)三氯氢硅一一A.可作为西门子法提纯硅材料的中间产物(3)甲硅烷一一C.大量地用于制高纯硅，高温易热解(1)电子级硅一一B.99.999999999%(2)冶金级硅一一C.95%-99%(3)太阳能级硅一一A.99.9999%(1)二极管一一C.制成晶体二极管后即能整流又能检波(2)集成电路一一A.通过掩蔽、光刻、扩散等工艺，可在一个或几个很小的硅晶片上集结成一个或几个完整的电路(3)光电池一一B.可以把光能转化成电能(1)各向异性一一C.在不同方向上，晶体的物理性质不同，如电阻率、导电性能、导热性能、介电常数、光的折射、弹性、硬度等(2)长程有序一一B.粒子排列具有三维周期性、对称性(3)解理性一一A.晶体常具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质8.将晶体结构与晶胞中原子数一一对应。(1)简单立方结构一一C.1(2)体心立方结构一一B.2(3)面心立方结构一—A.4(1)固相生长一一C.石墨在高温高压的条件下转变为金刚石(2)液相生长一一B.盐水溶液结晶(3)汽相生长一一A.水汽凝结为冰晶形考任务2一、单项选择题1.()是生产太阳能级硅材料的主要技术。D.四氯化硅金属还原法2.代号2205的工业硅，其中铁、铝、钙三种杂质的含量分别是()。C.0.20%、0.05%、0.20%D.0.05%、0.20%、0.20%3.对比传统西门子法，改良西门子法的优点，错误的是()。A.节约时间4.改良西门子法所采用的提纯工艺是()。5.工业硅加工产品的附加值最高的是()。6.关于采用区域提纯法去除硅中硼杂的区域提纯杂质描述正确的是()7.关于分子筛说法错误的是()。8.硅石和还原剂在低于1500℃时，发生的反应是()。A.SiO2+3C=SiC+2CO↑C.SiO2+2SiC=3Si+2CO↑9.金刚石结构的晶体中位错滑移最容易产生的滑移面是()。10.晶体生长过程中产生的缺陷称为()。11.区熔法制备单晶硅时，需要()。12.生产直拉单晶硅生产时，单晶炉内需要通入()作为保护气体炉体内通常是B.减少缺陷(位错)20.大热场的石墨坩埚往往被做成两瓣或三瓣式的原因在于()。21.工业硅生产过程中，要注意的是()。22.工业吸附对于吸附剂的要求包括()。24.关于硅粉与氯化氢合成三氯氢硅的生产工艺说法正确的是()。25.关于晶转说法正确的是()。是()。27.关于SiO说法正确的是()。B.温度高于1500℃,由SiO2和SiC反应得到C.能在1500℃与C发生反应29.化学法提纯高纯多晶硅的工艺包括()。30.晶体中点缺陷浓度是()效应共同作用的结果。38.直拉单晶炉的主室包括()。A.热绝缘筒和地盘B.石墨加热器39.CZ法产生位错的环节和方式有()。B.晶体表面存在温度梯度，产生很强的热应力D.单晶冷却时，晶体表面和中心由于收缩率不同产生很大的应力三、判断题1.闭路循环系统是指生产中的各种物料得到充分的利用，排出的废料极少。2.从安全性的角度考虑，改良西门子法优于硅烷法。(√)3.单位长度位错线的能量正比于柏格斯矢量长度。(×)4.对于一次熔化来说，正常凝固的提纯效果不如区域提纯的效果好。(×)5.分子筛具有极性，对非极性分子具有较强的亲和力。(×)6.改良西门子法的原料主要是硅石。(×)7.改良西门子法能对产生的氢气、氯化氢、氯硅烷等副产物进行回收利用。8.改良西门子法是一个闭路循环系统，多晶硅生产中的各种无聊得到充分的利用，排出的废料极少。(√)9.硅是自然界分布最广泛的元素之一，是介于金属和非金属之间的半金属。10.化学提纯时，中间化合物提纯到所需要的纯度后，在后续的还原工艺要求不需要很高。(×)11.化学吸附是放热过程，而物理吸附是吸热过程。(×)(13.精馏是实现多级部分汽化和多级部分冷凝的实用技术。(√)14.冶金法制备高纯多晶硅与改良西门子法相比，前者的成本更低，但是电耗更多。(×)15.由于能量的原因，晶体中空位和自间隙原子在一定温度下的平衡浓度是16.只通过湿法冶金技术来提纯硅材料，是很难将工业硅提纯到满足制作太阳能电池所需的要求。(√)18.FZ硅占领了85%以上的硅单晶市场。(×)19.MCZ法磁致粘滞性控制了流体的运动，也减少了熔体的温度波动。(√)20.SiH4不能采用精馏技术进行提纯。(×)(1)生产合金一一C.55%(2)有机硅一一B.40%(3)半导体器件和太阳能电池一一A.5%2.将工业硅生产过程中的注意事项与作用一一对应。(1)保持适宜的SiO2与碳的分子比一一C.防止过多的SiC生成(2)保证反应区有足够高的温度一一B.分解生成的SiC使反应向有利于生成硅的方向进行(3)及时捣炉，帮助沉料一一A.避免炉内过热造成硅的挥发或再氧化生成(1)硅烷法一一B.吸附(2)改良西门子法一一A.精馏(3)冶金一一C.物理提纯4.将硅中的微小的缺陷与描述一一对应。(2)流水花样缺陷(FPDs)一一B.过饱和空位凝聚而成的空位团(3)晶体原生颗粒缺陷(COPs)一一A.随着拉速的增加而增加(3)3SiO2+2SiC=Si+4SiO↑+2CO↑一—B.工业硅的合成(1)流体和固体吸附剂置于同一容器内一一C.间歇操作(2)固定吸附床一一A.半连续操(3)移动吸附器一一B.连续操作(1)热施主一一B.处理温度处于300～500℃(2)新施主一一A.热处理温度处于550～850℃(3)氧沉淀一一C.适当的温度下进行热处理时会脱溶(1)0一—A.1.25(1)缩颈生长一一A.减少位错(2)放肩生长一一C.肩部夹角接近180°,这样可以提高多晶硅的利用率(3)等径生长一一B.硅片取材的部位(1)石英坩埚一一C.纯度和耐热性能要求很高(2)石墨坩埚一一A.底部比较厚，以起到较好的绝热效果(3)石墨加热器一一B.电阻会随着使用次数的增加而升高(1)0一一A.危害大形考任务31.单晶硅片的电阻率一般控制在()。A.2～4·cm左右2.电磁铸锭法说法错误的是()。3.硅的熔点约为()。C.2200℃4.硅片切割中的碎料可用于()。B.直拉单晶硅C.区熔单晶硅5.硅片中磷扩散进行掺杂的原料是()。A.PH36.目前常用的多晶硅铸锭炉单炉产量约为()。7.目前最常用的硅片的尺寸为()。C.125mm×125mm8.热交换法与布里奇曼法的主要区别在于()。B.成本D.坩埚与热源的相互运动情况9.少子寿命的物理意义是()。B.非平衡少数载流子复合所需要的平均时间C.非平衡少数载流子扩散所需要的平均时间D.非平衡少数载流子跃迁所需要的平均时间10.生产1kg铸造多晶硅所需的能耗是()kWh。A.以上都不对11.太阳电池用单晶硅片的厚度约为()。D.100～150um12.氧在铸造多晶硅中的浓度约为()。A.1×107～1×108cm-3B.1×1020～1×1021cm-3C.1×1012～1×1013cm-3D.1×1017～1×1018cm-313.一般制造一个重量为250～300kg的铸造多晶硅锭需要()时间。A.35～45hB.55～65hC.25～35hD.15～25h14.用于测试硅片中少数载流子类型的测试是()。B.整流法C.四探针法D.显微镜观察法15.铸造多晶硅的晶粒的大小一般为()。A.1mm左右16.铸造多晶硅现在通称为()。A.fz-SiC.以上都不对17.铸造多晶硅制备目前最常用的方法是()。A.BH3C.B19.最常用于测试半导体材料电阻率的方法是()。21.大热场的石墨坩埚往往被做成两瓣或三瓣式的原因在于()。22.工业硅生产过程中，要注意的是()。23.工业吸附对于吸附剂的要求包括()。24.关于对czCZ法和fzFZ法说法描述正确的是()。是()。C.温度高于1500℃,由SiO2和SiC反应得到30.化学法提纯高纯多晶硅的工艺包括()。31.晶体中点缺陷浓度是()效应共同作用的结果。32.具有金刚石结构的的晶体中的解理面包括位错线的优先方向为()。33.磷在硅中很容易去除，在于()。36.无坩埚区域提纯()。37.以下对吸附描述正确的是升温和降压有助于()。A.升温对于物理吸附影响很小化学吸附是可逆的B.化学吸附是不可逆的降压只是让水蒸气更容易挥发D.脱咐的进行物理吸附是不可逆的A.通过晶转和锅转控制晶体-熔体边界层能较好的控制径向掺杂均匀度39.直拉单晶炉的主室包括()。B.石墨坩埚40.CZ法产生位错的环节和方式有()。C.晶体表面存在温度梯度，产生很强的热应力D.单晶冷却时，晶体表面和中心由于收缩率不同产生很大的应力三、判断题1.纯净的晶界也具有电活性，会影响多晶硅的电学性能。(×)2.多晶硅的晶向多样，因此位错腐蚀坑一般显示为圆形或椭圆形。(√)3.多晶硅锭中晶粒越细小，晶界越少。(×)4.硅锭与坩埚壁接触的底部与四周都是晶粒较大的区域。(×)5.硅片切割得越薄，切割损耗也越多。(√)6.国内还不能生产铸造多晶硅的铸锭炉。(×)7.浇铸法是很有应用前景的铸造多晶硅生产的新技术。(×)8.目前的技术，大规模生产制造p型掺硼铸造多晶硅、掺镓的p型铸造多晶硅都是没有问题的。(×)9.热交换法的铸锭炉底部不需要水冷。(×)10.如果减少多晶硅铸锭炉的氮化硅喷涂工艺，可以降低成本。(×)11.太阳电池用单晶硅片一般利用氢氧化钠腐蚀液来进行腐蚀，腐蚀深度要超过硅片机械损伤层的厚度，约为20～30um。(√)12.太阳能行业用的硅片是不需要经过抛光的。(√)13.通常晶体的生长速率越快，生产效率越高，但其温度梯度也越大，最终14.一般采用的是掺磷的n型多晶硅，而不是掺镓的p型多晶硅。(×)15.影响铸造多晶硅晶体生长的主要因素是晶粒尺寸、固液界面、热应力、来自坩埚的污染等。(√)16.与高纯石英坩埚相比，高纯石墨坩埚的成本更低，但更可能引入碳污染17.在铸造多晶硅锭中，氧在高度方向的分布是上部高下部低。(×)18.直流光电导衰退法可用于测量少子寿命，不需要接触硅片。(×)19.铸造多晶硅晶体生长完成后，硅锭保持在熔点附近2～4h,使硅锭温度均匀，以减少热应力。(√)20.铸造多晶硅中的金属沉淀不会影响载流子浓度。(√)(1)整流法一一C.导电型号(2)四探针法一一B.电阻率(3)光电导衰退法一一A.少子寿命(1)区熔单晶硅一一C.30kWh/Kg(2)直拉单晶硅一一B.18～40kWh/Kg(3)铸造多晶硅一—A.8～15kWh/Kg(1)mc-Si一一C.转换效率一般最低(1)BOW一一A.弯曲度(2)TTV一一C.总厚度偏差(1)B一一C.特意加入，形成掺杂(2)0一—A.危害较大(1)3Si+4HNO3=3SiO2↓+2H2O+4NO↑一一A.去除硅表面的致密保护膜(1)机械抛光法一一B.采用细磨料颗料(2)化学抛光法一一C.硝酸与氢氟酸混合腐蚀液(3)化学一机械抛光法一一A.现代半导体工业中普遍应用(1)无机酸一一A.去除镁、铝、铜、银、金、氧化铝、氧化镁、二氧化硅等杂质(2)有机溶剂一一C.相似相溶(3)过氧化氢一一B.对一些难溶物质转化为易溶物质(1)磷吸杂一一A.去除磷硅玻璃，将其中的金属杂质一并去除(2)铝吸杂一一C.除杂效果最佳(3)磷-铝共吸杂一一B.利用溅射、蒸发等技术制备一薄层，热处理合金化(1)布里曼法一一A.坩埚需升降(2)热交换法一一B.固液界面比较平稳(3)浇铸法一一C.熔化和结晶在两个不同的坩埚中进行形考任务4一、单项选择题1.大π键说法正确的是()。A.双键包含一个π键B.三键包含一个π键D.苯环上6个碳原子各有1个未参加杂化的2p轨道，它们垂直于环的平面，并从侧面相互重叠而形成一个闭合的π键。"2.二氧化钛的几种晶体结构中最适合用于太阳电池的是()。3.非晶硅薄膜的厚度约为()。A.数十微米D.数百纳米4.非晶硅的沉积温度为()。A.900～1300℃5.非晶硅的禁带宽度为()。A.2.12eV6.非晶硅的制备需要的冷却速度至少()。A.104℃/sC.103℃/sD.102℃/s7.非晶硅的PIN结构的P部分是采用()形成的。8.非晶硅太阳电池的转换效率约为()。A.5%9.非晶硅最常用的生产方法是()。D.溅射气相沉积10.关于染料敏化太阳电池中的纳米晶要求错误的是()。A.最大限度的与电解质紧密接触C.尽可能多的吸附染料11.锐钛矿相二氧化钛晶体的禁带宽度为()。12.通常有机半导体中的导电电子是指()。13.铜铟镓硒薄膜太阳电池的禁带宽度()。14.铜铟镓硒薄膜太阳电池最高转换效率的记录()。C.16.70%D.10.10%15.以下太阳电池成本(单位：美元/W)最低的是()。16.铟储量最多的国家是()。A.中国D.俄罗斯17.与光致衰减效应联系最紧密的元素是()。A.OC.B18.a-Si指()。A.微晶硅A.SiHCl3D.SiH4主要利用的是()区域A.正离子柱区二、不定项选择题21.常用的多晶硅薄膜的制备方法有()。22.对多晶硅薄膜的研究重点目前主要有()。B.如何在廉价的衬底上，能够高速、高质量地生长多晶硅薄膜23.二氧化钛的晶体结构有()。24.非晶硅晶化制备多晶硅薄膜的途径有()。25.非晶硅太阳电池成本低原因在于()。26.非晶硅太阳电池的多品种和多用途在于()。27.非晶硅太阳电池相对与晶体硅太阳电池的优点在于()。28.关于光致衰减效应说法正确的是()。D.在150～200℃热处理又可以恢复原来的状态材料C.D/A界面处D型材料和A型材料存在能级差30.化学气相沉积直接制备多晶硅薄膜的方法有()。31.辉光放电系统中的|-V特性曲线可分为()阶段。32.可用于多孔纳米晶薄膜的材料有()。A.TiO233.染料敏化太阳电池的基本结构包括()。34.染料敏化太阳电池优点有()。35.铜铟镓硒薄膜的制备方法有()。36.旋涂成膜存在的问题有()。37.有机半导体薄膜成膜技术包括()。38.有机太阳电池产生电流的流程()。39.有机太阳电池的层状三明治叠层结构包括()。40.有机太阳电池基本的结构模型有()。1.花衍生物是一种应用较多的光敏剂和A型材料，在450到600nm波段内4.非晶硅材料与晶体材料不同之处在于它的原子结构排列不是长程有序。(7.非晶硅太阳电池生产出来以后，转换效率不会随时间发生改变。(×)8.非晶硅太阳电池中也存在晶体硅太阳电池中一样的pn节结构。(×)9.高纯硅原料价格增加，对薄膜太阳电池的成本影响不大。(√)10.晶体硅太阳电池和非晶硅太阳电池都可以做成柔性太阳电池。(×)11.晶体硅与非晶硅薄膜太阳电池都是间接带隙结构，而铜铟镓硒太阳电池是直接带隙结构。(×)12.随着非晶硅中氢含量的增加，其能隙宽度从1.13.酞菁类化合物是典型的D型有机半导体。(√)14.铜铟镓硒具有高达6*10cm-l的吸收系数，这是到目前为止所有半导体材料中的最低值。(×)15.一般而言，衬度温度在200～300℃,功率在300～500W/m2时，比较适宜制备非晶硅。(√)16.用于制备多孔纳米晶薄膜的二氧化钛具体指锐钛矿相二氧化钛。(√)17.有机太阳电池中电离电势(IP)较小的材料被称为电子施主(Donor,简称D型材料),相当于无机半导体中的P型材料。(√)18.在150～200℃热处理，可以使得因为S-W效应而效率降低的非晶硅太阳20.