Monokristalliner Silizium und polykristalliner Siliziumunterschied

Monokristallines Silizium

Monokristalline.Siliziumhat zwei isomorhe, kristalline und amorphe Formen. Kristallines Silizium ist weiter in Einkristallsilizium und polykristallines Silizium unterteilt, das beide ein Diamantgitter aufweisen. Der Kristall ist hart und spröde, hat einen metallischen Glanz und ist elektrisch leitend, aber weniger elektrisch leitend als Metall, und erhöht die Temperatur und hat Halbleitereigenschaften. Monokristallines Silizium ist ein unverzichtbares Basismaterial in moderner Wissenschaft und Technologie, beispielsweise elektronische Computer und automatische Steuerungssysteme im täglichen Leben. Fernseher, Computer, Kühlschränke, Telefone, Uhren und Autos sind alle untrennbar von monokristallinen Siliziummaterialien. Als eines der beliebten Materialien für technische Anwendungen ist das monokristalline Silizium in jede Ecke des Lebens der Menschen eingedrungen.

Polykristallines Silizium

Polykristallines Silizium-Polysilizium ist eine Form von elementarem Silizium. Wenn das geschmolzene elementare Silizium unter superkühlten Bedingungen gehärtet ist, sind die Siliziumatome in einem Diamantgitter in eine Vielzahl von Kristallkernen angeordnet. Wenn der Kristallkern in Kristallkörner mit unterschiedlichen Kristallorientierungen wächst, kombinieren und kristallisieren die Kristallkörner in polykristallines Silizium.

Polykristallines Silizium kann als Rohmaterial zum Zeichnen von Einkristallsilizium verwendet werden, und der Unterschied zwischen polykristallinem Silizium und Einkristallsilicium manifestiert sich hauptsächlich in physikalischen Eigenschaften.

Der Unterschied zwischen monokristallinem Silizium und polykristallinem Silizium

Zum Beispiel ist es in Bezug auf mechanische Eigenschaften, optische Eigenschaften und thermische Eigenschaften anisotropie weniger spürbar als Einkristallsilizium;

In Bezug auf elektrische Eigenschaften haben polykristalline Siliziumkristalle eine viel geringere Leitfähigkeit als ein Einkristallsilizium, und sogar die elektrische Leitfähigkeit ist sehr hoch;

In Bezug auf chemische Aktivität ist der Unterschied zwischen den beiden sehr gering. Polykristallines Silizium und Einkristallsilizium können voneinander in Erscheinungsbild unterschieden werden, aber die wahre Identifizierung muss durch Analyse der Kristallbeneorientierung, der Leitfähigkeitstyp und den Widerstand bestimmt werden.

Monokristalline Siliziumzellen weisen eine hohe Zellkonvertierungseffizienz und gute Stabilität auf, sind jedoch kostspielig. Bereits vor 20 Jahren durchbrach monokristalline Siliziumzellen die technische Barriere von mehr als 20% photoelektrischer Umwandlungseffizienz. Die Kosten für polykristalline Siliziumzellen sind niedrig und der Umwandlungseffizienz ist geringfügig niedriger als die von Czochralski-Siliziumsolarzellen. Verschiedene Defekte im Material, wie Korngrenzen, Versetzungen, Mikrodefekte und Verunreinigungen im Material, wie Kohlenstoff und Sauerstoff, und Kontamination im Prozess. Übergangsmetalle gelten als Gateway für polykristalline Siliziumzellen mit einer photoelektrischen Umwandlungsrate von nicht mehr als 20%. Die Forscher des Fraunhofer-Instituts in Deutschland haben diese neue Technologie angenommen und sind die erste der Welt, um eine photoelektrische Umwandlungsrate von 20,3% für polykristalline Siliziumsolarzellen zu erreichen.