Monokristalni silicij proti polikristalnemu siliciju

Enokristalni silicijin polikristalni silicij imata vsak svoje edinstvene prednosti in uporabne scenarije. Enokristalni silicij je zaradi svojih odličnih električnih in mehanskih lastnosti primeren za visoko zmogljive elektronske izdelke in mikroelektroniko. Po drugi strani pa polikristalni silicij prevladuje na področju sončnih celic zaradi nizkih stroškov in dobre učinkovitosti fotoelektrične pretvorbe.

Enokristalni silicij

Strukturne značilnosti monokristalnega silicija:Enokristalni silicijima visoko urejeno kristalno strukturo, atomi silicija pa so razporejeni v neprekinjeno mrežo glede na diamantno mrežo. Ta struktura daje enokristalnemu siliciju odličen prenos elektronov in učinkovitost fotoelektrične pretvorbe. V monokristalnem siliciju konsistentnost atomske razporeditve vodi do odsotnosti meja zrn na makroskopskem merilu, kar je ključnega pomena za delovanje polprevodniških naprav.

Proizvodni procesmonokristalni silicij: Proizvodnja monokristalnega silicija se običajno izvaja s postopkom Czochralski ali postopkom Float Zone. Postopek Czochralski vključuje počasno vlečenje staljenega silicija skozi zarodni kristal, da nastane en kristal. Postopek Float Zone je priprava monokristalnega silicija z lokalnim taljenjem in rekristalizacijo. Te metode zahtevajo visoko natančno opremo in nadzor procesa, da se zagotovi kakovost in učinkovitost monokristalnega silicija.

Monokristalni silicijima visoko mobilnost in prevodnost elektronov, zato se pogosto uporablja v elektronskih napravah in integriranih vezjih. Učinkovitost fotoelektrične pretvorbe monokristalnega silicija je prav tako visoka, zaradi česar je pomemben material za sončne celice.

Monokristalni silicij se uporablja predvsem v vrhunskih polprevodniških napravah, integriranih vezjih, laserjih in drugih področjih z visokimi zahtevami glede zmogljivosti. Njegove odlične elektronske lastnosti mu omogočajo, da zadosti potrebam visokohitrostne in visoko natančne elektronske opreme.

Polikristalni silicij

Strukturne značilnosti polikristalnega silicija: Polikristalni silicij je sestavljen iz številnih majhnih kristalov (zrn), pri čemer obstajajo določene razlike v kristalni orientaciji in velikosti teh zrn. Rešetkasta struktura polikristalnega silicija je razmeroma grda in ni tako urejena kot monokristalni silicij. Kljub temu ima polikristalni silicij še vedno pomembno vlogo v nekaterih aplikacijah.

Postopek izdelave polikristalnega silicija: Priprava polikristalnega silicija je relativno enostavna. Silicijeve surovine se običajno nanesejo na substrat s kemičnim naparjevanjem (CVD) ali Siemensovo metodo, da se tvori tanek film polikristalnega silicija ali razsuti material. Te metode imajo nižje proizvodne stroške in hitrejše proizvodne procese kot enokristalni silicij.

Zaradi njegove polikristalne strukture so električne lastnosti polikristalnega silicija nekoliko nižje kot pri monokristalnem siliciju, predvsem zato, ker se na mejah zrn oblikujejo sipalna središča nosilcev. Učinkovitost fotoelektrične pretvorbe polikristalnega silicija je običajno nižja kot pri monokristalnem siliciju, vendar se zaradi svoje cenovne prednosti pogosto uporablja na področju sončnih celic.

Polikristalni silicij se uporablja predvsem v solarnih kolektorjih, fotonapetostni proizvodnji energije in na drugih področjih. Čeprav je njegova učinkovitost razmeroma nizka, je zaradi njegove stroškovne prednosti polisilicij pomemben del obsežne proizvodnje sončne energije.