Monokristalinis silicis prieš polikristalinį silicį

Vieno kristalo silicisir polikristalinis silicis turi savo unikalius pranašumus ir taikomus scenarijus. Dėl puikių elektrinių ir mechaninių savybių vieno kristalo silicis tinka didelio našumo elektroniniams gaminiams ir mikroelektronikai. Kita vertus, polikristalinis silicis dominuoja saulės elementų srityje dėl mažos kainos ir gero fotoelektrinio konversijos efektyvumo.

Vieno kristalo silicis

Vienkristalinio silicio struktūrinės charakteristikos:Vieno kristalo silicisturi labai tvarkingą kristalinę struktūrą, o silicio atomai išsidėstę ištisinėje gardelėje pagal deimantinę gardelę. Ši struktūra suteikia monokristaliniam siliciui puikų elektronų perdavimo efektyvumą ir fotoelektrinės konversijos efektyvumą. Vienakristaliame silicyje dėl atominio išdėstymo nuoseklumo makroskopinėje skalėje nėra grūdelių ribų, o tai yra labai svarbu puslaidininkinių įtaisų veikimui.

Gamybos procesasmonokristalinis silicis: monokristalinis silicis paprastai gaminamas Czochralski arba plūduriuojančios zonos būdu. Czochralski procesas apima lėtą išlydyto silicio traukimą per sėklų kristalą, kad susidarytų vienas kristalas. „Float Zone“ procesas yra monokristalinio silicio paruošimas vietinio lydymo ir perkristalizavimo būdu. Šie metodai reikalauja didelio tikslumo įrangos ir proceso valdymo, kad būtų užtikrinta monokristalinio silicio kokybė ir veikimas.

Monokristalinis silicisturi didelį elektronų mobilumą ir laidumą, todėl plačiai naudojamas elektroniniuose įrenginiuose ir integrinėse grandinėse. Monokristalinio silicio fotoelektrinės konversijos efektyvumas taip pat yra didelis, todėl jis yra svarbi saulės elementų medžiaga.

Monokristalinis silicis daugiausia naudojamas aukščiausios klasės puslaidininkiniuose įrenginiuose, integriniuose grandynuose, lazeriuose ir kitose srityse, kurioms keliami aukšti našumo reikalavimai. Dėl puikių elektroninių savybių jis gali patenkinti didelės spartos ir didelio tikslumo elektroninės įrangos poreikius.

Polikristalinis silicis

Polikristalinio silicio struktūrinės charakteristikos: Polikristalinis silicis susideda iš daugybės mažų kristalų (grūdelių), ir yra tam tikrų skirtumų tarp šių grūdelių kristalų orientacijos ir dydžio. Polikristalinio silicio grotelių struktūra yra gana netvarkinga ir ne tokia tvarkinga kaip monokristalinio silicio. Nepaisant to, kai kuriose srityse polikristalinis silicis vis dar atlieka svarbų vaidmenį.

Polikristalinio silicio gamybos procesas: Polikristalinio silicio paruošimas yra gana paprastas. Silicio žaliavos dažniausiai nusodinamos ant pagrindo cheminiu garų nusodinimu (CVD) arba Siemens metodu, kad susidarytų polikristalinė silicio plona plėvelė arba biri medžiaga. Šie metodai turi mažesnes gamybos sąnaudas ir greitesnius gamybos procesus nei vienkristalinis silicis.

Dėl polikristalinės struktūros polikristalinio silicio elektrinės savybės yra šiek tiek žemesnės nei vienkristalinio silicio, daugiausia dėl to, kad grūdelių ribose susidaro nešėjų sklaidos centrai. Polikristalinio silicio fotoelektrinės konversijos efektyvumas paprastai yra mažesnis nei vienkristalinio silicio, tačiau dėl savo sąnaudų pranašumo jis buvo plačiai naudojamas saulės elementų srityje.

Polikristalinis silicis daugiausia naudojamas saulės kolektorių, fotovoltinės energijos gamybos ir kitose srityse. Nors jo efektyvumas yra palyginti mažas, dėl savo sąnaudų pranašumo polisilicis yra svarbi didelio masto saulės energijos gamybos dalis.