ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์กับซิลิกอนโพลีคริสตัลไลน์

ซิลิคอนคริสตัลเดี่ยวและซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ต่างก็มีข้อดีเฉพาะตัวและสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกัน ซิลิคอนผลึกเดี่ยวเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูง เนื่องจากมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลที่ดีเยี่ยม ในทางกลับกัน ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ มีบทบาทสำคัญในด้านเซลล์แสงอาทิตย์เนื่องจากมีต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริคที่ดี

ซิลิคอนคริสตัลเดี่ยว

ลักษณะโครงสร้างของซิลิคอนผลึกเดี่ยว:ซิลิคอนคริสตัลเดี่ยวมีโครงสร้างผลึกที่มีลำดับสูง และอะตอมของซิลิคอนถูกจัดเรียงเป็นโครงตาข่ายต่อเนื่องกันตามโครงตาข่ายเพชร โครงสร้างนี้ให้ประสิทธิภาพการส่งอิเล็กตรอนที่ดีเยี่ยมของซิลิคอนผลึกเดี่ยวและประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริค ในซิลิคอนผลึกเดี่ยว ความสม่ำเสมอของการจัดเรียงอะตอมทำให้ไม่มีขอบเขตของเกรนในระดับมหภาค ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์

กระบวนการผลิตของซิลิคอนคริสตัลเดี่ยว: การผลิตซิลิกอนผลึกเดี่ยวมักจะดำเนินการโดยกระบวนการ Czochralski หรือกระบวนการ Float Zone กระบวนการ Czochralski เกี่ยวข้องกับการดึงซิลิคอนที่หลอมละลายอย่างช้าๆ ผ่านผลึกเมล็ดเพื่อสร้างผลึกเดี่ยว กระบวนการ Float Zone คือการเตรียมซิลิคอนผลึกเดี่ยวโดยการหลอมเหลวและการตกผลึกซ้ำในท้องถิ่น วิธีการเหล่านี้ต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงและการควบคุมกระบวนการเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและประสิทธิภาพของซิลิกอนผลึกเดี่ยว

ซิลิกอนโมโนคริสตัลไลน์มีความคล่องตัวและการนำไฟฟ้าของอิเล็กตรอนสูง ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจรรวม ประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกของซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ก็สูงเช่นกัน ทำให้เป็นวัสดุที่สำคัญสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์

ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ส่วนใหญ่จะใช้ในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ระดับไฮเอนด์ วงจรรวม เลเซอร์ และสาขาอื่นๆ ที่ต้องการประสิทธิภาพสูง คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ยอดเยี่ยมทำให้สามารถตอบสนองความต้องการของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความเร็วสูงและมีความแม่นยำสูง

โพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน

ลักษณะโครงสร้างของซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์: ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ประกอบด้วยผลึกขนาดเล็กจำนวนมาก (เมล็ดพืช) และมีความแตกต่างบางประการในการวางแนวคริสตัลและขนาดของเมล็ดเหล่านี้ โครงสร้างขัดแตะของซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ค่อนข้างยุ่งและไม่เป็นระเบียบเท่ากับซิลิคอนผลึกเดี่ยว อย่างไรก็ตาม ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ยังคงมีบทบาทสำคัญในการใช้งานบางอย่าง

กระบวนการผลิตโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน: การเตรียมโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนค่อนข้างง่าย วัตถุดิบซิลิกอนมักจะสะสมอยู่บนพื้นผิวโดยการสะสมไอสารเคมี (CVD) หรือวิธีของซีเมนส์เพื่อสร้างฟิล์มบางโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนหรือวัสดุเทกอง วิธีการเหล่านี้มีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่าและกระบวนการผลิตที่เร็วกว่าซิลิกอนผลึกเดี่ยว

เนื่องจากโครงสร้างโพลีคริสตัลไลน์ คุณสมบัติทางไฟฟ้าของซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์จึงต่ำกว่าซิลิคอนผลึกเดี่ยวเล็กน้อย สาเหตุหลักมาจากจุดศูนย์กลางการกระเจิงของตัวพาจะเกิดขึ้นที่ขอบเขตเกรน ประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกของซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์มักจะต่ำกว่าของซิลิกอนผลึกเดี่ยว แต่เนื่องจากความได้เปรียบด้านต้นทุน จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเซลล์แสงอาทิตย์

ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ส่วนใหญ่ใช้ในแผงโซลาร์เซลล์ การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และสาขาอื่นๆ แม้ว่าประสิทธิภาพจะค่อนข้างต่ำ แต่ความได้เปรียบด้านต้นทุนทำให้โพลีซิลิคอนเป็นส่วนสำคัญของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่