単結晶シリコンと多結晶シリコンの違い

単結晶シリコン

単結晶ケイ素2つの同性体、結晶質、および非晶質形態があります。結晶シリコンはさらに単結晶シリコンと多結晶シリコンに分けられ、どちらもダイヤモンド格子を有する。結晶は硬くて脆く、金属光沢があり、導電性があり、金属よりも導電性が低く、温度が低下し、半導体性を有する。単結晶シリコンは、日常生活の中で電子コンピュータや自動制御システムなどの現代科学技術の不可欠な基本的な素材です。テレビ、コンピュータ、冷蔵庫、電話、時計、車はすべて単結晶シリコン材料から不可分です。技術的用途のための人気材料の一つとして、単結晶シリコンは人々の生活の隅々に浸透しています。

多結晶シリコン

多結晶シリコンポリシリコンは元素シリコンの形態である。溶融元素シリコンが過冷却条件下で硬化すると、シリコン原子はダイヤモンド格子状に複数の結晶核に配置される。結晶核が異なる結晶方位を有する結晶粒子に成長すると、結晶粒子は多結晶シリコンに結合して結晶化する。

単結晶シリコンを描画するための原料として多結晶シリコンを用いることができ、多結晶シリコンと単結晶シリコンとの間の差は主に物性に現れている。

単結晶シリコンと多結晶シリコンの差

例えば、機械的性質、光学的性質および熱的性質異方性に関して、それは単結晶シリコンよりも顕著ではない。

電気的性質に関しては、多結晶シリコン結晶は単結晶シリコンよりもはるかに低い導電率を有し、そして導電率も非常に高い。

化学的活性の観点から、2つの差は非常に小さいです。多結晶シリコンおよび単結晶シリコンは、外観において互いに区別することができるが、真の識別は結晶面の配向、導電型、および抵抗率を分析することによって決定されなければならない。

単結晶シリコンセルは、高い細胞変換効率と良好な安定性を有するが、高価である。 20年前の早い時期に、単結晶シリコンセルは20％以上の光電変換効率の技術的障壁を壊した。多結晶シリコンセルのコストは低く、変換効率はCzochralskiシリコン太陽電池のそれよりわずかに低い。粒界、転位、微小欠陥、および炭素および酸素などの材料の不純物、およびプロセスにおける汚染などの材料中の様々な欠陥。遷移金属は、光電変換率が20％以下の多結晶シリコンセルのゲートウェイであると考えられる。ドイツのFraunhofer Instituteの研究者はこの新しい技術を採用しており、多結晶シリコン太陽電池のための20.3％の光電変換率を達成するための世界初のものです。