Rozdíl mezi polykrystalickým křemíkem a monokrystalickým křemíkem

Křemíkový materiál je nejzákladnějším a nejdůležitějším materiálem v polovodičovém průmyslu. Složitý výrobní proces v řetězci polovodičového průmyslu by měl také začínat výrobou základního křemíkového materiálu.

Solární zahradní světlo z monokrystalického křemíku

Monokrystalický křemík je formou elementárního křemíku. Když roztavený elementární křemík ztuhne, atomy křemíku jsou uspořádány v diamantové mřížce do mnoha krystalových jader. Pokud tato krystalová jádra vyrostou do zrn se stejnou orientací krystalové roviny, tato zrna se paralelně spojí a krystalizují do monokrystalického křemíku.

Monokrystalický křemík má fyzikální vlastnosti kvazikovu a slabou elektrickou vodivost, která se zvyšuje se zvyšující se teplotou. Zároveň má monokrystalický křemík také značnou polovodivost. Ultračistý monokrystalický křemík je intrinzický polovodič. Vodivost ultračistého monokrystalického křemíku lze zlepšit přidáním stopových prvků IIIA (jako je bor) a vytvořit tak křemíkový polovodič typu P. Například přidáním stopových prvků IIIA (jako je fosfor nebo arsen) lze také zlepšit stupeň vodivosti a vytvořit křemíkový polovodič typu N.

polykřemíksolární světlo

Polykřemík je forma elementárního křemíku. Když roztavený elementární křemík ztuhne za podmínek podchlazení, atomy křemíku jsou uspořádány do mnoha krystalových jader ve formě diamantové mřížky. Pokud tato krystalová jádra vyrostou do zrn s různou krystalovou orientací, tato zrna se spojí a krystalizují do polykřemíku. Liší se od monokrystalického křemíku, který se používá v elektronice a solárních článcích, a od amorfního křemíku, který se používá v tenkovrstvých zařízeních a...solární články zahradní osvětlení

Rozdíl a spojení mezi nimi

V monokrystalickém křemíku je krystalová struktura jednotná a lze ji identifikovat podle jednotného vnějšího vzhledu. V monokrystalickém křemíku je krystalová mřížka celého vzorku spojitá a nemá žádná hranice zrn. Velké monokrystaly jsou v přírodě extrémně vzácné a v laboratoři je obtížné je vyrobit (viz rekrystalizace). Naproti tomu polohy atomů v amorfních strukturách jsou omezeny na krátkodobé uspořádání.

Polykrystalické a subkrystalické fáze se skládají z velkého počtu malých krystalů nebo mikrokrystalů. Polykřemík je materiál složený z mnoha menších krystalů křemíku. Polykrystalické články dokáží rozpoznat texturu podle viditelného efektu plechu. Polovodičové druhy, včetně polykřemíku solární kvality, se převádějí na monokrystalický křemík, což znamená, že náhodně spojené krystaly v polykřemíku se přeměňují na velký monokrystal. Monokrystalický křemík se používá k výrobě většiny mikroelektronických zařízení na bázi křemíku. Polykřemík může dosáhnout čistoty 99,9999 %. Ultračistý polykřemík se také používá v polovodičovém průmyslu, například jako 2 až 3 metry dlouhé polykřemíkové tyče. V mikroelektronickém průmyslu má polykřemík uplatnění jak na makro, tak na mikroúrovni. Mezi výrobní procesy monokrystalického křemíku patří Czeckoraského proces, zónové tavení a Bridgmanův proces.

Rozdíl mezi polykrystalickým křemíkem a monokrystalickým křemíkem se projevuje hlavně ve fyzikálních vlastnostech. Z hlediska mechanických a elektrických vlastností je polykřemík horší než monokrystalický křemík. Polykřemík lze použít jako surovinu pro tažení monokrystalického křemíku.

1. Z hlediska anizotropie mechanických, optických a tepelných vlastností je mnohem méně zřejmá než u monokrystalického křemíku

2. Z hlediska elektrických vlastností je elektrická vodivost polykrystalického křemíku mnohem méně významná než u monokrystalického křemíku, nebo dokonce téměř žádná.

3, pokud jde o chemickou aktivitu, rozdíl mezi nimi je velmi malý, obecně se více používá polykřemík