1 Beth yw silicon polycrystalline?
Mae Polycrystalline Silicon (Poly Si neu Polysilicon) yn ddeunydd lled-ddargludyddion a ddefnyddir yn gyffredin wrth gynhyrchu celloedd ffotofoltäig a chydrannau electronig. Mae'n cynnwys grawn lluosog (gronynnau crisial) sydd wedi'u cydgysylltu ar y ffiniau, ond mae'r trefniant atomig y tu mewn i bob grawn yn cael ei archebu. Defnyddir silicon polycrystalline yn eang wrth weithgynhyrchu celloedd ffotofoltäig solar. Mewn modiwlau ffotofoltäig, mae celloedd silicon polycrystalline wedi'u cysylltu mewn cyfres ac yn gyfochrog i ffurfio paneli solar. Defnyddir y paneli solar hyn i drosi ynni solar yn ynni trydanol.
Yn ogystal, fe'i defnyddir hefyd i gynhyrchu deunyddiau giât ar gyfer rhai cydrannau electronig megis transistorau a chylchedau integredig.
Nodweddion silicon polygrisialog:
Strwythur polycrystalline:Mae silicon polycrystalline yn cynnwys grawn lluosog, gydag atomau wedi'u trefnu'n drefnus o fewn pob grawn, ond atomau wedi'u trefnu ar hap ar y ffiniau rhwng grawn. Mae gan y grawn hyn wahanol feintiau a chyfeiriadedd.
Cost gymharol isel:Mae'r broses gynhyrchu o silicon polycrystalline yn gymharol syml a chost-effeithiol, gan ei gwneud yn addas ar gyfer cynhyrchu ar raddfa fawr. Mae hyn yn rhoi mantais pris i gelloedd ffotofoltäig silicon polycrystalline yn y farchnad.
Effeithlonrwydd isel:Oherwydd presenoldeb ffiniau grawn, mae effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol celloedd ffotofoltäig silicon polycrystalline fel arfer yn is na chelloedd ffotofoltäig silicon monocrystalline. Gall diffygion ar ffiniau grawn achosi ailgyfuno cludwyr, a thrwy hynny leihau effeithlonrwydd batri.
Proses gynhyrchu silicon polycrystalline:
Puro deunydd crai:Mae cynhyrchu silicon polycrystalline fel arfer yn dechrau gyda silicon gradd metelegol (MG Si), y mae angen ei buro yn gyntaf i gael gwared ar amhureddau o'r silicon a chynhyrchu deunyddiau crai silicon purdeb uchel. Y dull a ddefnyddir yn gyffredin yw proses Siemens, sy'n cael silicon amlgrisialog purdeb uchel trwy ddyddodiad anwedd cemegol (CVD).
Proses lleihau:Mae silicon gradd metelegol yn adweithio â hydrogen clorid i gynhyrchu trichlorosilane (HSiCl₃), sydd wedyn yn cael ei buro trwy ddistyllu. Yn olaf, mae trichlorosilane yn cael ei leihau ar dymheredd uchel i gynhyrchu silicon polycrystalline purdeb uchel.
Proses ymateb:Mae silicon gradd metelegol yn adweithio â hydrogen clorid (HCl) i gynhyrchu trichlorosilane (HSiCl₃) a sgil-gynhyrchion eraill. Si+3HCL→HSiCl₃+H₂
Ingot:Mae silicon polycrystalline purdeb uchel yn cael ei doddi a'i fwrw i mewn i ddarnau mawr o ingotau silicon polygrisialog. Ar ôl oeri, mae'r ingotau hyn yn cynnwys grawn silicon lluosog gyda chyfeiriadau gwahanol.
Torri:Mae ingotau silicon polygrisialog yn cael eu torri'n dafelli tenau gan sleiswr, a elwir yn wafferi a'u defnyddio i gynhyrchu celloedd ffotofoltäig.
Canfod a graddio wafferi silicon polygrisialog
Archwiliad optegol:Defnyddiwch offer archwilio optegol i archwilio ansawdd wyneb a strwythur grisial wafferi silicon polycrystalline.
Profi perfformiad trydanol:Profi priodweddau trydanol wafferi silicon polycrystalline, megis oes cludwr lleiafrifol, dargludedd, ac ati.
Gradd ansawdd:Yn seiliedig ar ganlyniadau'r profion, mae wafferi silicon polycrystalline yn cael eu graddio yn ôl ansawdd a pherfformiad i sicrhau bod wafferi silicon o ansawdd uchel yn cael eu defnyddio ar gyfer gweithgynhyrchu celloedd ffotofoltäig effeithlon.
2 Beth yw silicon monocrystalline
Mae silicon monocrystalline yn ddeunydd silicon purdeb uchel sy'n cynnwys un strwythur grisial. Mae trefniant atomig silicon grisial sengl yn drefnus, mae'r strwythur grisial wedi'i gwblhau, ac mae ganddo briodweddau trydanol rhagorol a chryfder mecanyddol. Ar hyn o bryd mae celloedd ffotofoltäig silicon monocrystalline yn un o'r celloedd ffotofoltäig mwyaf effeithlon ar y farchnad, gydag effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol uchel ac yn addas ar gyfer systemau cynhyrchu pŵer ffotofoltäig amrywiol. Gellir ei ddefnyddio fel y prif ddeunydd ar gyfer gweithgynhyrchu dyfeisiau lled-ddargludyddion megis cylchedau integredig (ICs), microbroseswyr, atgofion, synwyryddion, ac ati Yn ogystal, mae wafferi silicon monocrystalline purdeb uchel (wafferi) yn cael eu torri, eu dopio, eu hysgythru, a'u pecynnu i gynhyrchu gwahanol gydrannau electronig a sglodion. Defnyddir silicon monocrystalline hefyd i gynhyrchu lensys optegol, ffenestri isgoch, dyfeisiau laser, a mwy.
Proses gynhyrchu:
1. paratoi deunydd crai:Y deunydd crai ar gyfer silicon monocrystalline yw silicon purdeb uchel, fel arfer yn defnyddio silicon gradd metelegol puredig.
2. Dull cynhyrchu:
Dull Czochralski (dull CZ):
Cam:Toddwch silicon purdeb uchel mewn crucible, mewnosodwch un grisial hadau silicon grisial gyda'r cyfeiriadedd grisial a ddymunir, yna cylchdroi yn araf a thynnu'r grisial hadau i ganiatáu i'r toddi silicon grisialu ar y grisial hadau, gan ffurfio gwialen silicon grisial sengl yn raddol.
Nodweddion:Gall dull CZ gynhyrchu gwiail silicon monocrystalline diamedr mawr a phurdeb uchel, ond mae'n dueddol o gyflwyno ocsigen ac amhureddau eraill.
Parth Arnofio (FZ):
Cam:Defnyddiwch wresogi ymsefydlu amledd uchel i doddi ardal leol o'r gwialen silicon heb grwsibl, ac yna symudwch y parth toddi ar y gwialen silicon trwy symud y coil ymsefydlu, gan drawsnewid silicon polycrystalline yn silicon monocrystalline yn raddol.
Nodweddion:Mae gan silicon grisial sengl a gynhyrchir gan ddull FZ gynnwys purdeb uwch ac amhuredd is, gan ei gwneud yn addas ar gyfer gweithgynhyrchu dyfeisiau lled-ddargludyddion perfformiad uchel.
3. Torri a phrosesu
Torri:Defnyddio llif gwifren diemwnt i dorri gwialen silicon grisial sengl yn dafelli tenau, a elwir yn wafferi.
Malu a sgleinio:Malu a sgleinio'r wafer silicon wedi'i dorri i gael gwared ar ddiffygion arwyneb a gwella ei fflatrwydd a'i glendid.
3 Y gwahaniaeth rhwng silicon monocrystalline a silicon polycrystalline
Mae'r prif wahaniaethau rhwng silicon monocrystalline a silicon polycrystalline yn gorwedd yn eu strwythur, eu priodweddau a'u cymwysiadau. Mae silicon monocrystalline yn cynnwys strwythur grisial sengl, gyda threfniant atomig wedi'i drefnu ac effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol uchel (18% -24%). Mae ganddo briodweddau trydanol uwch ac mae'n addas ar gyfer celloedd ffotofoltäig perfformiad uchel a dyfeisiau lled-ddargludyddion, ond mae'r gost cynhyrchu yn gymharol uchel. Mae silicon polycrystalline yn cynnwys grawn lluosog gyda ffiniau grawn, gan arwain at effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol isel (15% -20%) a phriodweddau trydanol gwael. Fe'i defnyddir yn bennaf ar gyfer cymwysiadau ffotofoltäig ar raddfa fawr gyda chostau cynhyrchu isel. Mae gan silicon monocrystalline ymddangosiad unffurf ac estheteg dda, tra bod gan silicon polycrystalline ymddangosiad anwastad.