Monokryštalický kremík vs. polykryštalický kremík

Monokryštálový kremíka polykryštalický kremík majú každý svoje vlastné jedinečné výhody a použiteľné scenáre. Monokryštálový kremík je vhodný pre vysokovýkonné elektronické produkty a mikroelektroniku vďaka svojim vynikajúcim elektrickým a mechanickým vlastnostiam. Na druhej strane polykryštalický kremík dominuje v oblasti solárnych článkov vďaka nízkej cene a dobrej účinnosti fotoelektrickej premeny.

Monokryštálový kremík

Štrukturálne vlastnosti monokryštálového kremíka:Monokryštálový kremíkmá vysoko usporiadanú kryštálovú štruktúru a atómy kremíka sú usporiadané v súvislej mriežke podľa diamantovej mriežky. Táto štruktúra poskytuje monokryštálovému kremíku vynikajúci výkon pri prenose elektrónov a účinnosť fotoelektrickej konverzie. V monokryštálovom kremíku vedie konzistencia atómového usporiadania k absencii hraníc zŕn v makroskopickom meradle, čo je rozhodujúce pre výkon polovodičových zariadení.

Výrobný proces zmonokryštálový kremík: Výroba monokryštálového kremíka sa zvyčajne vykonáva Czochralského procesom alebo procesom Float Zone. Czochralského proces zahŕňa pomalé ťahanie roztaveného kremíka cez zárodočný kryštál, aby sa vytvoril jediný kryštál. Proces Float Zone je príprava monokryštálového kremíka lokálnym tavením a rekryštalizáciou. Tieto metódy vyžadujú vysoko presné vybavenie a riadenie procesu na zabezpečenie kvality a výkonu monokryštálového kremíka.

Monokryštalický kremíkmá vysokú mobilitu a vodivosť elektrónov, preto sa široko používa v elektronických zariadeniach a integrovaných obvodoch. Účinnosť fotoelektrickej konverzie monokryštalického kremíka je tiež vysoká, čo z neho robí dôležitý materiál pre solárne články.

Monokryštalický kremík sa používa hlavne v špičkových polovodičových zariadeniach, integrovaných obvodoch, laseroch a iných oblastiach s vysokými požiadavkami na výkon. Jeho vynikajúce elektronické vlastnosti mu umožňujú uspokojiť potreby vysokorýchlostných a vysoko presných elektronických zariadení.

Polykryštalický kremík

Štrukturálne charakteristiky polykryštalického kremíka: Polykryštalický kremík sa skladá z mnohých malých kryštálov (zŕn) a existujú určité rozdiely v orientácii kryštálov a veľkosti týchto zŕn. Mriežková štruktúra polykryštalického kremíka je pomerne chaotická a nie taká usporiadaná ako monokryštalický kremík. Napriek tomu hrá polykryštalický kremík v niektorých aplikáciách stále dôležitú úlohu.

Proces výroby polykryštalického kremíka: Príprava polykryštalického kremíka je pomerne jednoduchá. Kremíkové suroviny sa zvyčajne ukladajú na substrát chemickou depozíciou z pár (CVD) alebo metódou Siemens, aby sa vytvoril tenký film alebo sypký materiál z polykryštalického kremíka. Tieto metódy majú nižšie výrobné náklady a rýchlejšie výrobné procesy ako monokryštalický kremík.

Elektrické vlastnosti polykryštalického kremíka sú vzhľadom na jeho polykryštalickú štruktúru o niečo nižšie ako u monokryštalického kremíka, a to najmä preto, že na hraniciach zŕn sa vytvárajú centrá rozptylu nosičov. Účinnosť fotoelektrickej konverzie polykryštalického kremíka je zvyčajne nižšia ako účinnosť monokryštalického kremíka, ale kvôli svojej cenovej výhode sa široko používa v oblasti solárnych článkov.

Polykryštalický kremík sa používa hlavne v solárnych paneloch, pri výrobe fotovoltaickej energie a iných oblastiach. Hoci je jeho účinnosť relatívne nízka, jeho cenová výhoda robí z polysilikónu dôležitú súčasť výroby solárnej energie vo veľkom meradle.