1 Wat is polykristallijn silicium?
Polykristallijn Silicium (Poly Si of Polysilicium) is een halfgeleider materiaal gewoonlijk gebruikt in de fabricage van fotovoltaïsche cellen en elektronische componenten. Het is samengesteld van meerdere korrels (kristal deeltjes) die onderling verbonden zijn bij de grenzen, maar de atomaire regeling binnen elk korrel is besteld. Polykristallijn silicium wordt wijd veel gebruikt in de fabricage van zonne-energie fotovoltaïsche cellen. In fotovoltaïsche modules, polykristallijne silicium cellen zijn verbonden in serie en parallel naar vorm zonne panelen. Deze zonne panelen worden gebruikt om zonne energie om te zetten in elektrische energie.
In toevoeging, het is ook gebruikt om fabricage gate materialen voor bepaalde elektronische componenten zoals transistors en geïntegreerde schakelingen.
Kenmerken van polykristallijn silicium:
Polykristallijne structuur: Polykristallijn silicium is samengesteld van meerdere korrels, met atomen gerangschikt in een een ordelijke manier binnenin elk korrel, maar atomen gerangschikt willekeurig op de grenzen tussen korrels. Deze korrels hebben verschillende maten en oriëntaties.
Relatief laag kosten: Het productie proces van polykristallijn silicium is relatief eenvoudig en kosteneffectief, het geschikt voor grootschalige productie. Dit geeft polykristallijn silicium fotovoltaïsche cellen een prijs voordeel in de markt.
Laag efficiëntie: Tengevolge de aanwezigheid van korrel grenzen, de foto-elektrische conversie efficiëntie van polykristallijn silicium fotovoltaïsche cellen is meestal lager dat van monokristallijne silicium fotovoltaïsche cellen. Defecten bij korrel grenzen kunnen veroorzaakt drager recombinatie, daarbij verminderen batterij efficiëntie.
Polykristallijne silicium productie proces:
Grondstof materiaal zuivering: De productie van polykristallijn silicium begint meestal met metallurgische kwaliteit silicium (MG Si), die eerste moet worden gezuiverd om onzuiverheden van het silicium te verwijderen en hoogzuivere silicium grondstoffenmaterialen te produceren. De gewoonlijk gebruikte methode is het Siemens proces, dat hoog-zuiverheid polykristallijn silicium door chemische damp afzetting (CVD).
Reductie proces: Metallurgische kwaliteit silicium reageert met waterstof chloride om trichloorsilaan (HSiCl₃), welke is dan gezuiverd door destillatie. Eindelijk, trichloorsilaan is verminderd bij hoge temperatuur om hoog-zuiverheid polykristallijn silicium te produceren.
Reactie proces: Metallurgische kwaliteit silicium reageert met waterstof chloride (HCl) om trichloorsilaan (HSiCl₃) en andere bijproducten te produceren. Si+3HCL→HSiCl₃+H₂
Staaf: Hoge zuiverheid polykristallijn silicium is gesmolten en gegoten in grote brokken van polykristallijn silicium staven. Na afkoeling% 2c deze staven zijn samengesteld uit meerdere silicium korrels met verschillende oriëntaties.
Snijden: Polykristallijne silicium staven zijn gesneden in dunne plakjes door een snijder, die het genoemd wafers en gebruikt om vervaardiging fotovoltaïsche cellen.
Detectie en gradatie van polykristallijne silicium wafers
Optisch inspectie: Gebruik optisch inspectie apparatuur om het oppervlak kwaliteit en kristal structuur van polykristallijn silicium wafers te inspecteren.
Elektrisch prestatie testen: Testen de elektrische eigenschappen van polykristallijn silicium wafers, zo als minderheid drager levensduur, geleidbaarheid, etc.
Gebaseerd op de test resultaten, polykristallijn silicium wafers zijn gradatie volgens kwaliteit en prestaties om te garanderen dat hoogwaardig silicium wafers worden gebruikt voor efficiënte fotovoltaïsche cel productie.
2 Wat is monokristallijn silicium
Monocrystalline silicon is a high-purity silicon material composed of a single crystal structure. The atomic arrangement of single crystal silicon is orderly, the crystal structure is complete, and it has excellent electrical properties and mechanical strength. Monocrystalline silicon photovoltaic cells are currently one of the most efficient photovoltaic cells on the market, with high photoelectric conversion efficiency and suitable for various photovoltaic power generation systems. Can be used as the main material for manufacturing semiconductor devices such as integrated circuits (ICs), microprocessors, memories, sensors, etc. In addition, high-purity monocrystalline silicon wafers (wafers) are cut, doped, etched, and packaged to produce various electronic components and chips. Monocrystalline silicon is also used to manufacture optical lenses, infrared windows, laser devices, and more.
Productie proces:
1. Grondstof materiaal voorbereiding: Het ruw materiaal voor monokristallijne silicium is hoge zuiverheid silicium, meestal gebruikend gezuiverd metallurgische kwaliteit silicium.
2. Productie methode:
Czochralski methode (CZ methode):
Stap : Smelt hoge zuiverheid silicium in een smeltkroes, tussenvoegsel een enkele kristal silicium zaad kristal met het gewenste kristal oriëntatie, dan langzaam roteren en trekken het zaad kristal om het silicium smelten op het zaad kristal, geleidelijk vormend een enkele kristal silicium staaf.
Kenmerken: CZ methode kan produceren grote-diameter en hoog-zuiverheid monokristallijn silicium staven, maar het is vatbaar aan introducerend zuurstof en andere onzuiverheden.
Drijvend Zone (FZ):
Stap : Gebruik hoogfrequent inductie verwarming naar smelt een lokaal gebied van de silicium staaf zonder een smeltkroes, en dan verplaats de smeltende zone op de silicium staaf door bewegen de inductie spoel, geleidelijk transformerend polykristallijn silicium in monokristallijn silicium.
Kenmerken: Enkelvoudig kristal silicium geproduceerd door FZ methode heeft hogere zuiverheid en lagere onzuiverheid inhoud, het geschikt voor productie high-performance halfgeleider apparaten.
3. Snijden en verwerking
Snijden: Gebruiken een diamant draad zaag om een enkele kristal silicium staaf in dunne plakjes, bekend als wafels te snijden.
Slijpen en polijsten: Slijpen en polijsten de snede silicium wafel om oppervlak defecten en zijn vlakheid en reinheid te verbeteren en te verbeteren.
3 De verschil tussen monokristallijn silicium en polykristallijne silicium
De belangrijkste verschillen tussen monokristallijn silicium en polykristallijn silicium liggen in hun structuur, eigenschappen, en toepassingen. Monokristallijn silicium is samengesteld van een enkele kristal structuur, met geordende atomaire opstelling en hoog foto-elektrische conversie efficiëntie (18% -24%). Het heeft superieur elektrische eigenschappen en is geschikt voor hoogwaardige fotovoltaïsche cellen en halfgeleider apparaten, maar de productie kosten is relatief hoog. Polykristallijn silicium is samengesteld van meerdere korrels met korrel grenzen, resulterend in laag foto-elektrisch conversie efficiëntie (15% -20%) en slechte elektrische eigenschappen. Het wordt voornamelijk gebruikt voor grootschalige fotovoltaïsche toepassingen met lage productie kosten. Monokristallijn silicium heeft een uniform uiterlijk en goede esthetiek, terwijl polykristallijn silicium heeft een ongelijk uiterlijk.