Monokristalin silikon ve polikristalin silikon

Tek kristal silikonve polikristalin silikonun her birinin kendine özgü avantajları ve uygulanabilir senaryoları vardır. Tek kristal silikon, mükemmel elektriksel ve mekanik özelliklerinden dolayı yüksek performanslı elektronik ürünler ve mikroelektronik için uygundur. Polikristalin silikon ise düşük maliyeti ve iyi fotoelektrik dönüşüm verimliliği nedeniyle güneş pilleri alanına hakimdir.

Tek kristal silikon

Tek kristal silikonun yapısal özellikleri:Tek kristal silikonoldukça düzenli bir kristal yapıya sahiptir ve silikon atomları elmas kafesine göre sürekli bir kafes halinde düzenlenmiştir. Bu yapı, tek kristal silikona mükemmel elektron iletim performansı ve fotoelektrik dönüşüm verimliliği sağlar. Tek kristal silikonda atomik düzenlemenin tutarlılığı, yarı iletken cihazların performansı için çok önemli olan makroskobik ölçekte tane sınırlarının bulunmamasına yol açar.

Üretim sürecitek kristal silikon: Tek kristal silikon üretimi genellikle Czochralski prosesi veya Float Zone prosesi ile gerçekleştirilir. Czochralski işlemi, tek bir kristal oluşturmak için erimiş silikonun bir tohum kristalden yavaşça çekilmesini içerir. Float Zone işlemi, yerel eritme ve yeniden kristalleştirme yoluyla tek kristal silikon hazırlamaktır. Bu yöntemler, tek kristal silikonun kalitesini ve performansını sağlamak için yüksek hassasiyetli ekipman ve proses kontrolü gerektirir.

Monokristalin silikonElektron hareketliliği ve iletkenliği yüksektir, bu nedenle elektronik cihazlarda ve entegre devrelerde yaygın olarak kullanılır. Monokristalin silikonun fotoelektrik dönüşüm verimliliği de yüksektir, bu da onu güneş pilleri için önemli bir malzeme haline getirmektedir.

Monokristalin silikon esas olarak ileri teknoloji yarı iletken cihazlarda, entegre devrelerde, lazerlerde ve yüksek performans gereksinimleri olan diğer alanlarda kullanılır. Mükemmel elektronik özellikleri, yüksek hızlı ve yüksek hassasiyetli elektronik ekipmanların ihtiyaçlarını karşılamasını sağlar.

Polikristalin silikon

Çok kristalli silikonun yapısal özellikleri: Çok kristalli silikon birçok küçük kristalden (tanelerden) oluşur ve bu tanelerin kristal yönelimi ve boyutunda belirli farklılıklar vardır. Çok kristalli silikonun kafes yapısı nispeten dağınıktır ve tek kristalli silikon kadar düzenli değildir. Buna rağmen polikristalin silikon bazı uygulamalarda hala önemli bir rol oynamaktadır.

Çok kristalli silikonun üretim süreci: Çok kristalli silikonun hazırlanması nispeten basittir. Silikon ham maddeleri genellikle polikristalin silikon ince film veya dökme malzeme oluşturmak için kimyasal buhar biriktirme (CVD) veya Siemens yöntemiyle bir alt tabaka üzerine biriktirilir. Bu yöntemler, tek kristalli silikona göre daha düşük üretim maliyetlerine ve daha hızlı üretim süreçlerine sahiptir.

Çok kristalli yapısından dolayı, çok kristalli silikonun elektriksel özellikleri, tek kristalli silikonunkinden biraz daha düşüktür; bunun temel nedeni, taşıyıcıların saçılma merkezlerinin tane sınırlarında oluşmasıdır. Polikristal silisyumun fotoelektrik dönüşüm verimliliği genellikle tek kristal silisyumdan daha düşüktür, ancak maliyet avantajı nedeniyle güneş pilleri alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Polikristalin silikon esas olarak güneş panelleri, fotovoltaik enerji üretimi ve diğer alanlarda kullanılır. Verimliliği nispeten düşük olmasına rağmen maliyet avantajı polisilikonu büyük ölçekli güneş enerjisi üretiminin önemli bir parçası haline getiriyor.