单晶硅：半导体材料的核心
单晶硅，即具有完整点阵结构的晶体，因其方向性差异显示出独特的性质，是一种理想的半导体材料。对纯度的要求极高，需达到99.9999%甚至更高，以确保其在制造半导体器件和太阳能电池等领域的优异性能。这种材料的制造过程始于高纯度多晶硅在单晶炉内的精细拉制。
单晶硅在冷却凝固时，硅原子以金刚石晶格形成多个晶核，若它们成长的晶面方向一致，便能形成单晶硅。单晶硅表现出准金属特性，导电性相对较弱，但随着温度上升，其电导率会增强，显示出显著的半导体特性。在超纯单晶硅中，通过掺入ⅢA族元素如硼，可以形成p型半导体；而掺入ⅤA族元素如磷或砷，则会形成n型半导体。
应用广泛，推动新兴产业
单晶硅的主要用途在于作为半导体元件的基础，广泛应用于大功率整流器、晶体管、二极管和开关器件等。其作为非金属元素的活性使其在晶体材料领域占据重要地位，尤其在新能源领域，太阳能利用技术因其清洁、环保和便捷的特性，近三十年来发展迅猛。太阳能光伏发电和供热因其巨大潜力，已成为全球快速发展的新兴产业之一。