Разница между поликристаллическим и монокристаллическим кремнием.

Кремний — это самый основной и ключевой материал в полупроводниковой промышленности. Сложный производственный процесс в цепочке полупроводниковой промышленности также должен начинаться с производства основного кремниевого материала.

Монокристаллический кремниевый солнечный садовый светильник

Монокристаллический кремний — это форма элементарного кремния. При затвердевании расплавленного элементарного кремния атомы кремния располагаются в алмазной решетке, образуя множество кристаллических зародышей. Если эти кристаллические зародыши растут в зерна с одинаковой ориентацией кристаллической плоскости, то эти зерна объединяются параллельно, кристаллизуясь в монокристаллический кремний.

Монокристаллический кремний обладает физическими свойствами квазиметалла и имеет слабую электропроводность, которая возрастает с повышением температуры. Одновременно с этим монокристаллический кремний также обладает значительной полуэлектропроводностью. Сверхчистый монокристаллический кремний является собственным полупроводником. Проводимость сверхчистого монокристаллического кремния может быть улучшена путем добавления следовых количеств элементов III типа (например, бора), что позволяет сформировать полупроводник P-типа. Например, добавление следовых количеств элементов V типа (например, фосфора или мышьяка) также может повысить степень проводимости, способствуя формированию полупроводника N-типа.

поликремнийсолнечный свет

Поликристаллический кремний — это разновидность элементарного кремния. При затвердевании расплавленного элементарного кремния в условиях переохлаждения атомы кремния располагаются во множестве кристаллических ядер в виде алмазной решетки. Если эти кристаллические ядра растут, образуя зерна с различной кристаллической ориентацией, эти зерна объединяются и кристаллизуются в поликристаллический кремний. Он отличается от монокристаллического кремния, используемого в электронике и солнечных батареях, и от аморфного кремния, используемого в тонкопленочных устройствах.солнечные батареи для садового освещения

Разница и связь между ними

В монокристаллическом кремнии кристаллическая структура каркаса однородна и определяется однородным внешним видом. В монокристаллическом кремнии кристаллическая решетка всего образца непрерывна и не имеет границ зерен. Крупные монокристаллы крайне редки в природе и трудно получить в лабораторных условиях (см. перекристаллизация). В отличие от этого, в аморфных структурах положение атомов ограничено ближним порядком.

Поликристаллические и субкристаллические фазы состоят из большого количества мелких кристаллов или микрокристаллов. Поликристаллический кремний — это материал, состоящий из множества более мелких кристаллов кремния. Поликристаллические ячейки могут распознавать текстуру по видимому эффекту листового металла. Полупроводниковые марки, включая поликристаллический кремний солнечного качества, преобразуются в монокристаллический кремний, что означает, что хаотично соединенные кристаллы в поликристаллическом кремнии превращаются в большой монокристалл. Монокристаллический кремний используется для производства большинства микроэлектронных устройств на основе кремния. Поликристаллический кремний может достигать чистоты 99,9999%. Сверхчистый поликристаллический кремний также используется в полупроводниковой промышленности, например, в виде поликристаллических стержней длиной от 2 до 3 метров. В микроэлектронной промышленности поликристаллический кремний находит применение как в макро-, так и в микромасштабах. Процессы производства монокристаллического кремния включают в себя процесс Чеччароски, зонную плавку и процесс Бриджмена.

Разница между поликристаллическим и монокристаллическим кремнием проявляется главным образом в физических свойствах. По механическим и электрическим свойствам поликристаллический кремний уступает монокристаллическому. Поликристаллический кремний может использоваться в качестве сырья для получения монокристаллического кремния.

1. С точки зрения анизотропии механических, оптических и тепловых свойств, она гораздо менее выражена, чем у монокристаллического кремния.

2. С точки зрения электрических свойств, электропроводность поликристаллического кремния значительно ниже, чем у монокристаллического кремния, или даже практически равна нулю.

3. Что касается химической активности, разница между ними очень мала, поэтому обычно чаще используют поликремний.