1 X'inhu s-silikon polikristallin?
Silikon polikristallin (Poly Si jew Polysilicon) huwa materjal semikonduttur użat komunement fil-manifattura ta 'ċelloli fotovoltajċi u komponenti elettroniċi. Huwa magħmul minn ħbub multipli (partiċelli tal-kristall) li huma interkonnessi fil-konfini, iżda l-arranġament atomiku ġewwa kull qamħ huwa ordnat. Is-silikon polikristallin huwa użat ħafna fil-manifattura ta 'ċelloli fotovoltajċi solari. F'moduli fotovoltajċi, iċ-ċelloli tas-silikon polikristallin huma konnessi f'serje u paralleli biex jiffurmaw pannelli solari. Dawn il-pannelli solari jintużaw biex jikkonvertu l-enerġija solari f'enerġija elettrika.
Barra minn hekk, huwa wkoll użat għall-manifattura materjali gate għal ċerti komponenti elettroniċi bħal transistors u ċirkwiti integrati.
Karatteristiċi tas-silikon polikristallin:
Struttura polikristallina:Is-silikon polikristallin huwa magħmul minn ħbub multipli, b'atomi rranġati b'mod ordnat f'kull qamħ, iżda atomi rranġati b'mod każwali fil-konfini bejn il-ħbub. Dawn il-ħbub għandhom daqsijiet u orjentazzjonijiet differenti.
Spiża relattivament baxxa:Il-proċess ta 'produzzjoni tas-silikon polikristallin huwa relattivament sempliċi u kost-effettiv, li jagħmilha adattata għal produzzjoni fuq skala kbira. Dan jagħti liċ-ċelloli fotovoltajċi tas-silikon polikristallin vantaġġ fil-prezz fis-suq.
Effiċjenza baxxa:Minħabba l-preżenza tal-konfini tal-qamħ, l-effiċjenza tal-konverżjoni fotoelettrika taċ-ċelloli fotovoltajċi tas-silikon polikristallin hija ġeneralment aktar baxxa minn dik taċ-ċelloli fotovoltajċi tas-silikon monokristallin. Id-difetti fil-konfini tal-qamħ jistgħu jikkawżaw rikombinazzjoni tat-trasportatur, u b'hekk inaqqsu l-effiċjenza tal-batterija.
Proċess tal-produzzjoni tas-silikon polikristallin:
Purifikazzjoni tal-materja prima:Il-produzzjoni tas-silikon polikristallin normalment tibda b'silikon ta 'grad metallurġiku (MG Si), li l-ewwel jeħtieġ li jiġi purifikat biex tneħħi l-impuritajiet mis-silikon u tipproduċi materja prima tas-silikon ta' purità għolja. Il-metodu użat komunement huwa l-proċess Siemens, li jikseb silikon polikristallin ta 'purità għolja permezz ta' depożizzjoni kimika tal-fwar (CVD).
Proċess ta' tnaqqis:Is-silikon ta 'grad metallurġiku jirreaġixxi mal-klorur tal-idroġenu biex jipproduċi trichlorosilane (HSiCl₃), li mbagħad jiġi ppurifikat bid-distillazzjoni. Fl-aħħarnett, trichlorosilane jitnaqqas f'temperatura għolja biex jipproduċi silikon polikristallin ta 'purità għolja.
Proċess ta' reazzjoni:Is-silikon ta 'grad metallurġiku jirreaġixxi mal-klorur tal-idroġenu (HCl) biex jipproduċi trichlorosilane (HSiCl₃) u prodotti sekondarji oħra. Si+3HCL→HSiCl₃+H₂
Ingotta:Is-silikon polikristallin ta 'purità għolja huwa mdewweb u mitfugħ f'biċċiet kbar ta' ingotti tas-silikon polikristallin. Wara t-tkessiħ, dawn l-ingotti huma komposti minn qamħ tas-silikon multipli b'orjentazzjonijiet differenti.
Tqattigħ:L-ingotti tas-silikon polikristallin jinqatgħu fi flieli irqaq minn slicer, li jissejħu wejfers u jintużaw għall-manifattura ta 'ċelloli fotovoltajċi.
Sejbien u gradazzjoni ta 'wejfers tas-silikon polikristallin
Spezzjoni ottika:Uża tagħmir ta 'spezzjoni ottika biex tispezzjona l-kwalità tal-wiċċ u l-istruttura tal-kristall ta' wejfers tas-silikon polikristallin.
Ittestjar tal-prestazzjoni elettrika:Ittestjar tal-proprjetajiet elettriċi ta 'wejfers tas-silikon polikristallin, bħall-ħajja ta' trasportatur minoritarju, konduttività, eċċ.
Gradazzjoni tal-kwalità:Ibbażat fuq ir-riżultati tat-test, wejfers tas-silikon polikristallin huma kklassifikati skond il-kwalità u l-prestazzjoni biex jiġi żgurat li wejfers tas-silikon ta 'kwalità għolja jintużaw għal manifattura effiċjenti ta' ċelluli fotovoltajċi.
2 X'inhu s-silikon monokristallin
Is-silikon monokristallin huwa materjal tas-silikon ta 'purità għolja magħmul minn struttura ta' kristall wieħed. L-arranġament atomiku tas-silikon tal-kristall wieħed huwa ordnat, l-istruttura tal-kristall hija kompluta, u għandha proprjetajiet elettriċi eċċellenti u saħħa mekkanika. Iċ-ċelloli fotovoltajċi tas-silikon monokristallini bħalissa huma waħda miċ-ċelloli fotovoltajċi l-aktar effiċjenti fis-suq, b'effiċjenza għolja ta 'konverżjoni fotoelettrika u adattati għal diversi sistemi ta' ġenerazzjoni ta 'enerġija fotovoltajka. Jista 'jintuża bħala l-materjal ewlieni għall-manifattura ta' apparati semikondutturi bħal ċirkwiti integrati (ICs), mikroproċessuri, memorji, sensuri, eċċ. Barra minn hekk, wejfers tas-silikon monokristallin ta 'purità għolja (wejfers) huma maqtugħin, doped, inċiżi, u ppakkjati biex jipproduċu komponenti elettroniċi varji u ċipep. Is-silikon monokristallin jintuża wkoll biex jimmanifattura lentijiet ottiċi, twieqi infra-aħmar, apparati tal-lejżer, u aktar.
Proċess tal-produzzjoni:
1. Preparazzjoni tal-materja prima:Il-materja prima għas-silikon monokristallin hija silikon ta 'purità għolja, ġeneralment bl-użu ta' silikon ta 'grad metallurġiku purifikat.
2. Metodu ta 'produzzjoni:
Metodu Czochralski (metodu CZ):
Pass:Dewweb silikon ta 'purità għolja fi griġjol, daħħal kristall taż-żerriegħa tas-silikon ta' kristall wieħed bl-orjentazzjoni mixtieqa tal-kristall, imbagħad idawwar bil-mod u iġbed il-kristall taż-żerriegħa biex tippermetti li t-tidwib tas-silikon jikkristallizza fuq il-kristall taż-żerriegħa, gradwalment jiffurmaw virga waħda tas-silikon tal-kristall.
Karatteristiċi:Il-metodu CZ jista 'jipproduċi vireg tas-silikon monokristallin ta' dijametru kbir u ta 'purità għolja, iżda huwa suxxettibbli li jintroduċi ossiġnu u impuritajiet oħra.
Żona galleġġjanti (FZ):
Pass:Uża tisħin ta 'induzzjoni ta' frekwenza għolja biex idub żona lokali tal-virga tas-silikon mingħajr griġjol, u mbagħad ċċaqlaq iż-żona tat-tidwib fuq il-virga tas-silikon billi tmexxi l-coil ta 'induzzjoni, tittrasforma gradwalment is-silikon polikristallin f'silikon monokristallin.
Karatteristiċi:Is-silikon tal-kristall wieħed prodott bil-metodu FZ għandu purità ogħla u kontenut ta 'impurità aktar baxx, li jagħmilha adattata għall-manifattura ta' apparat semikonduttur ta 'prestazzjoni għolja.
3. Qtugħ u ipproċessar
Qtugħ:Bl-użu ta 'serrieq tal-wajer tad-djamanti biex taqta' virga waħda tas-silikon tal-kristall fi flieli irqaq, magħrufa bħala wejfers.
Tħin u illustrar:It-tħin u l-illustrar tal-wejfer tas-silikon maqtugħ biex jitneħħew id-difetti tal-wiċċ u jtejbu l-flatness u l-indafa tiegħu.
3 Id-differenza bejn is-silikon monokristallin u s-silikon polikristallin
Id-differenzi ewlenin bejn is-silikon monokristallin u s-silikon polikristallin jinsabu fl-istruttura, il-proprjetajiet u l-applikazzjonijiet tagħhom. Is-silikon monokristallin huwa magħmul minn struttura ta 'kristall waħda, b'arranġament atomiku ordnat u effiċjenza għolja ta' konverżjoni fotoelettrika (18% -24%). Għandu proprjetajiet elettriċi superjuri u huwa adattat għal ċelloli fotovoltajċi ta 'prestazzjoni għolja u apparat semikonduttur, iżda l-ispiża tal-produzzjoni hija relattivament għolja. Is-silikon polikristallin huwa magħmul minn ħbub multipli b'konfini tal-qamħ, li jirriżulta f'effiċjenza ta 'konverżjoni fotoelettrika baxxa (15% -20%) u proprjetajiet elettriċi foqra. Jintuża prinċipalment għal applikazzjonijiet fotovoltajċi fuq skala kbira bi spejjeż ta 'produzzjoni baxxi. Is-silikon monokristallin għandu dehra uniformi u estetika tajba, filwaqt li s-silikon polikristallin għandu dehra irregolari.