Monokristal silikon və polikristal silisium

Tək kristal silisiumvə polikristal silikonun hər birinin özünəməxsus üstünlükləri və tətbiq oluna bilən ssenariləri var. Tək kristal silisium əla elektrik və mexaniki xüsusiyyətlərinə görə yüksək performanslı elektron məhsullar və mikroelektronika üçün uyğundur. Polikristal silisium isə aşağı qiymətə və yaxşı fotoelektrik çevrilmə səmərəliliyinə görə günəş batareyaları sahəsində üstünlük təşkil edir.

Tək kristal silisium

Tək kristal silisiumun struktur xüsusiyyətləri:Tək kristal silisiumyüksək nizamlı kristal quruluşa malikdir və silisium atomları almaz qəfəsinə uyğun olaraq davamlı qəfəsdə düzülür. Bu struktur tək kristal silisiumun əla elektron ötürmə performansı və fotoelektrik çevrilmə səmərəliliyi verir. Bir kristal silisiumda atom düzülüşündəki ardıcıllıq makroskopik miqyasda taxıl sərhədlərinin olmamasına gətirib çıxarır ki, bu da yarımkeçirici cihazların işləməsi üçün çox vacibdir.

İstehsal prosesitək kristal silisium: Tək kristal silisium istehsalı adətən Czochralski prosesi və ya Float Zone prosesi ilə həyata keçirilir. Czochralski prosesi ərimiş silisiumun tək kristal yaratmaq üçün toxum kristalından yavaş-yavaş çəkilməsini əhatə edir. Float Zone prosesi yerli ərimə və yenidən kristallaşma yolu ilə monokristal silisium hazırlamaqdır. Bu üsullar monokristal silisiumun keyfiyyətini və performansını təmin etmək üçün yüksək dəqiqlikli avadanlıq və prosesə nəzarət tələb edir.

Monokristal silikonyüksək elektron hərəkətliliyinə və keçiriciliyinə malikdir, ona görə də elektron cihazlarda və inteqral sxemlərdə geniş istifadə olunur. Monokristal silisiumun fotoelektrik çevrilmə səmərəliliyi də yüksəkdir, bu da onu günəş hüceyrələri üçün vacib bir material halına gətirir.

Monokristal silisium əsasən yüksək səviyyəli yarımkeçirici cihazlarda, inteqral sxemlərdə, lazerlərdə və yüksək performans tələbləri olan digər sahələrdə istifadə olunur. Mükəmməl elektron xüsusiyyətləri ona yüksək sürətli və yüksək dəqiqlikli elektron avadanlıqların ehtiyaclarını ödəməyə imkan verir.

Polikristal silikon

Polikristal silikonun struktur xüsusiyyətləri: Polikristal silisium çoxlu kiçik kristallardan (dənəciklərdən) ibarətdir və bu dənələrin kristal oriyentasiyası və ölçüsündə müəyyən fərqlər var. Polikristal silisiumun qəfəs quruluşu nisbətən qarışıqdır və tək kristal silisium qədər nizamlı deyil. Buna baxmayaraq, polikristal silikon hələ də bəzi tətbiqlərdə mühüm rol oynayır.

Polikristal silikonun istehsal prosesi: Polikristal silisiumun hazırlanması nisbətən sadədir. Silikon xammalları adətən kimyəvi buxar çökmə (CVD) və ya Siemens metodu ilə polikristal silikon nazik film və ya toplu material yaratmaq üçün substratda yerləşdirilir. Bu üsullar monokristal silisiumdan daha aşağı istehsal xərclərinə və daha sürətli istehsal proseslərinə malikdir.

Polikristal quruluşuna görə polikristal silisiumun elektrik xassələri birkristal silisiumuna nisbətən bir qədər aşağıdır, çünki əsasən daşıyıcıların səpilmə mərkəzləri taxıl sərhədlərində əmələ gəlir. Polikristal silisiumun fotoelektrik çevrilmə səmərəliliyi adətən bir kristal silisiumdan daha aşağıdır, lakin qiymət üstünlüyünə görə günəş elementləri sahəsində geniş istifadə edilmişdir.

Polikristal silisium əsasən günəş panellərində, fotovoltaik enerji istehsalı və digər sahələrdə istifadə olunur. Onun səmərəliliyi nisbətən aşağı olsa da, qiymət üstünlüyü polisilikonu genişmiqyaslı günəş enerjisi istehsalının mühüm hissəsinə çevirir.