Монокристалды кремний мен поликристалды кремний

Бір кристалды кремнийжәне поликристалды кремнийдің әрқайсысының өзіндік бірегей артықшылықтары мен қолданылатын сценарийлері бар. Монокристалды кремний тамаша электрлік және механикалық қасиеттеріне байланысты өнімділігі жоғары электронды өнімдер мен микроэлектроника үшін қолайлы. Поликристалды кремний, керісінше, арзан және фотоэлектрлік түрлендірудің жақсы тиімділігіне байланысты күн батареяларының өрісінде басым болады.

Бір кристалды кремний

Монокристалды кремнийдің құрылымдық сипаттамалары:Бір кристалды кремнийжоғары реттелген кристалдық құрылымы бар, ал кремний атомдары алмаз торына сәйкес үздіксіз торда орналасқан. Бұл құрылым монокристалды кремнийге тамаша электронды беру өнімділігін және фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігін береді. Монокристалды кремнийде атомдық орналасудың консистенциясы макроскопиялық масштабта түйіршік шекараларының болмауына әкеледі, бұл жартылай өткізгіш құрылғылардың өнімділігі үшін өте маңызды.

Өндіріс процесібір кристалды кремний: Монокристалды кремнийді өндіру әдетте Чохральски процесі немесе Float Zone процесі арқылы жүзеге асырылады. Цохральски процесі балқытылған кремнийді бір кристалды қалыптастыру үшін тұқымдық кристалдан баяу тартуды қамтиды. Float Zone процесі монокристалды кремнийді жергілікті балқыту және қайта кристалдау арқылы дайындау болып табылады. Бұл әдістер монокристалды кремнийдің сапасы мен өнімділігін қамтамасыз ету үшін жоғары дәлдіктегі жабдықты және процесті бақылауды қажет етеді.

Монокристалды кремнийэлектрондардың қозғалғыштығы мен өткізгіштігі жоғары, сондықтан ол электронды құрылғыларда және интегралды схемаларда кеңінен қолданылады. Монокристалды кремнийдің фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігі де жоғары, бұл оны күн батареялары үшін маңызды материал етеді.

Монокристалды кремний негізінен жоғары сапалы жартылай өткізгіш құрылғыларда, интегралды схемаларда, лазерлерде және өнімділік талаптары жоғары басқа салаларда қолданылады. Оның тамаша электрондық қасиеттері оған жоғары жылдамдықты және жоғары дәлдіктегі электрондық жабдықтың қажеттіліктерін қанағаттандыруға мүмкіндік береді.

Поликристалды кремний

Поликристалды кремнийдің құрылымдық сипаттамалары: Поликристалды кремний көптеген ұсақ кристалдардан (түйіршіктерден) тұрады және бұл түйіршіктердің кристалдық бағыты мен өлшемдерінде белгілі бір айырмашылықтар бар. Поликристалды кремнийдің тор құрылымы салыстырмалы түрде ретсіз және монокристалды кремний сияқты реттелген емес. Осыған қарамастан, кейбір қосымшаларда поликристалды кремний әлі де маңызды рөл атқарады.

Поликристалды кремнийді өндіру процесі: Поликристалды кремнийді дайындау салыстырмалы түрде қарапайым. Кремний шикізаты әдетте субстратқа химиялық бу тұндыру (CVD) немесе Siemens әдісі арқылы поликристалды кремний жұқа қабықшасын немесе сусымалы материалды қалыптастыру үшін тұндырылады. Бұл әдістерде бір кристалды кремнийге қарағанда өндіріс шығындары төмен және өндіріс процестері жылдамырақ.

Поликристалды құрылымына байланысты поликристалды кремнийдің электрлік қасиеттері монокристалды кремнийге қарағанда біршама төмен, себебі негізінен дәндер шекарасында тасымалдаушылардың шашырау орталықтары пайда болады. Поликристалды кремнийдің фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігі әдетте монокристалды кремнийге қарағанда төмен, бірақ оның құнының артықшылығына байланысты ол күн батареялары саласында кеңінен қолданылды.

Поликристалды кремний негізінен күн панельдерінде, фотоэлектрлік электр энергиясын өндіруде және басқа салаларда қолданылады. Оның тиімділігі салыстырмалы түрде төмен болғанымен, оның құнының артықшылығы полиссиликонды кең ауқымды күн энергиясын өндірудің маңызды бөлігі етеді.