¿Qué es el polisilicio?
Propiedades: brillo metálico gris. La densidad es 2,32~2,34. El punto de fusión es 1410 ℃. El punto de ebullición es 2355 ℃. Ácido mixto soluble en ácido fluorhídrico y ácido nítrico, insoluble en agua, ácido nítrico y ácido clorhídrico. La dureza está entre germanio y germanio. Es quebradizo a temperatura ambiente y fácil de romper al cortar. Se vuelve duro cuando se calienta por encima de 800 ℃ y se deforma obviamente a 1300 ℃. Es inactivo a temperatura ambiente y reacciona con oxígeno, nitrógeno y azufre a altas temperaturas. En estado fundido a alta temperatura, tiene una gran actividad química y puede interactuar con casi cualquier sustancia. Tiene propiedades semiconductoras y es un material semiconductor excelente y extremadamente importante, pero una pequeña cantidad de impurezas puede afectar en gran medida su conductividad. En la industria electrónica, se utiliza ampliamente como material básico para la fabricación de radios de transistores, grabadoras, refrigeradores, televisores en color, grabadoras de vídeo y computadoras electrónicas. Se obtiene clorando polvo de silicio seco y gas cloruro de hidrógeno seco en determinadas condiciones, para luego condensarlo, destilarlo y reducirlo.
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Pregunta 2: ¿Para qué se utiliza el polisilicio? Utilizado principalmente en paneles solares, también es el material de información electrónica básica para dispositivos semiconductores como inteligencia artificial, control automático, procesamiento de información y conversión fotoeléctrica. El polisilicio es un excelente semiconductor.
Pregunta 3: ¿Qué es el polisilicio? Nombre: Silicio monocristalino
Nombre en inglés: Silicio monocristalino
Fórmula molecular: Si
Silicio monocristalino. Un cristal con una estructura reticular esencialmente completa. Diferentes direcciones tienen diferentes propiedades, por lo que es un buen material semiconductor. El requisito de pureza es del 99,9999 %, o incluso superior al 99,9999 %. Utilizado en la fabricación de dispositivos semiconductores, células solares, etc. Se extrae del silicio policristalino de alta pureza en un horno monocristalino.
Cuando el elemento fundido silicio se solidifica, los átomos de silicio se organizan en muchos núcleos cristalinos en la red del diamante. Si estos núcleos crecen hasta convertirse en granos con la misma orientación del plano cristalino, estos granos se combinan en paralelo y cristalizan en silicio monocristalino. El silicio monocristalino tiene las propiedades físicas de un metaloide y una conductividad débil. La conductividad aumenta con el aumento de la temperatura y tiene una semiconductora evidente. El silicio monocristalino ultrapuro es un semiconductor intrínseco. Dopar trazas de elementos del Grupo III A, como el boro, en silicio monocristalino ultrapuro puede mejorar su conductividad y formar un semiconductor de silicio tipo P. Si se añade una pequeña cantidad de elementos del grupo V, como fósforo o arsénico, también se puede mejorar la conductividad para formar un semiconductor de silicio de tipo N. El método de preparación de silicio monocristalino suele ser preparar primero silicio policristalino o silicio amorfo y luego utilizar el método de Czochralski o el método de fusión en zona de suspensión para hacer crecer silicio monocristalino en forma de varilla a partir de la masa fundida. El silicio monocristalino se utiliza principalmente para fabricar componentes semiconductores.
Usos: Es materia prima para la fabricación de dispositivos semiconductores de silicio y se utiliza para fabricar rectificadores de alta potencia, transistores de alta potencia, diodos, dispositivos de conmutación, etc.
El silicio monocristalino es un elemento no metálico relativamente activo y un componente importante de los materiales cristalinos. Está a la vanguardia del desarrollo de nuevos materiales. Sus principales usos son como materiales semiconductores y generación de energía solar fotovoltaica, calefacción, etc. Debido a que la energía solar tiene muchas ventajas, como limpieza, protección ambiental y conveniencia, la tecnología de utilización de energía solar ha logrado grandes avances en investigación y desarrollo, producción comercial y desarrollo de mercado en los últimos 30 años, convirtiéndose en una de las tecnologías emergentes más rápidas y estables del mundo. industrias.
El mercado de proyectos de construcción de silicio monocristalino es enorme y hay un amplio margen de desarrollo. El contenido de silicio en la corteza terrestre alcanza el 25,8%, lo que proporciona una fuente inagotable para la producción de silicio monocristalino.
En los últimos años, el desarrollo de diversos materiales cristalinos, especialmente materiales de alta tecnología con valor añadido representados por el silicio monocristalino y las industrias de alta tecnología relacionadas, se ha convertido en el pilar de la industria de la tecnología de la información contemporánea y ha hizo que la industria de la información se haya convertido en la industria líder de más rápido crecimiento en la economía global. Como recurso de alta tecnología con gran potencial, el silicio monocristalino está recibiendo cada vez más atención.
Pregunta 4: ¿Para qué sirve el polisilicio? El polisilicio se divide en grado electrónico y grado solar.
Hablemos primero de la energía solar, como materia prima de la cadena de la industria solar, se funden o extraen varillas de silicio monocristalino y luego se cortan en obleas de silicio para producir paneles solares, es decir, paneles solares en satélites. y estaciones espaciales. Gran parte de esto todavía se utiliza en plantas de energía solar en construcción. Hay muy pocas plantas de energía solar domésticas y son muy respetuosas con el medio ambiente, pero el costo es alto y las facturas de electricidad son elevadas, por lo que a menudo requieren ** subsidios. Europa es el mayor usuario del mundo de energía solar y del panel de ataque solar de China.
El polisilicio de grado electrónico se utiliza para producir materiales semiconductores, utilizados principalmente en equipos electrónicos y ampliamente utilizados en chips.
Pregunta 5: ¿Para qué se utiliza el polisilicio? La demanda de polisilicio proviene principalmente de semiconductores y células solares. Los usos finales del polisilicio se encuentran principalmente en la producción de circuitos integrados, dispositivos discretos y células solares.
Pregunta 6: ¿Cuál es la diferencia entre silicio monocristalino y silicio policristalino? El silicio policristalino es la materia prima directa para la producción de silicio monocristalino y es el material de información electrónica básica para los dispositivos semiconductores contemporáneos como la inteligencia artificial, el control automático, el procesamiento de información y la conversión fotoeléctrica. Conocida como "la piedra angular de la arquitectura microelectrónica".
En el aprovechamiento de la energía solar, el silicio monocristalino y el silicio policristalino también desempeñan un papel muy importante. Aunque actualmente para que la generación de energía solar tenga un mayor mercado y sea aceptada por los consumidores es necesario mejorar la eficiencia de conversión fotoeléctrica de las células solares y reducir los costos de producción. Se puede ver en la historia actual del desarrollo de las células solares internacionales que las tendencias de desarrollo son el silicio monocristalino, el silicio policristalino, las tiras de silicio y los materiales de película delgada (incluidas películas a base de silicio microcristalino, películas a base de compuestos y películas de tinte).
Desde la perspectiva del desarrollo industrial, el enfoque ha evolucionado de monocristalino a policristalino. Las razones principales son las siguientes [1] Cada vez hay menos materiales de cabeza y cola disponibles para las células solares; Para las células solares, el sustrato cuadrado es más rentable y el polisilicio obtenido por solidificación directa mediante fundición puede obtener directamente materiales cuadrados [3] El proceso de producción de polisilicio continúa mejorando; El horno de fundición totalmente automático puede producir más de 200 kilogramos de lingotes de silicio por ciclo de producción (50 horas) y el tamaño del grano alcanza el nivel de centímetros [4]. Debido al rápido desarrollo de la tecnología de silicio monocristalino en la última década, esta tecnología ha evolucionado. También se ha aplicado a células de silicio policristalino en producción, como grabado selectivo de unión de emisor, campo posterior, grabado de textura, pasivación de superficie y cuerpo, electrodo de compuerta de metal fino, etc. Utilizando la tecnología de serigrafía, el ancho del electrodo de puerta se puede reducir a 50 micrones y la altura puede alcanzar más de 65438 ± 05 micrones. El uso de tecnología de recocido térmico rápido para producir polisilicio puede acortar en gran medida el tiempo del proceso. El tiempo del proceso térmico de un solo chip se puede completar en un minuto, y la eficiencia de conversión de la batería lograda mediante este proceso en un chip de polisilicio de 100 centímetros cuadrados supera el 14%. Según los informes, la eficiencia de las células producidas actualmente en sustratos de polisilicio de 50 ~ 60 micrones supera el 16%. Utilizando tecnología de ranurado mecánico y cepillado, la eficiencia supera el 65.438+07% en 65.438+000 centímetros cuadrados de policristal, y la eficiencia en la misma área sin ranurado mecánico es del 65.438+06%. Utilizando una estructura de puerta enterrada, la eficiencia de una celda ranurada mecánicamente sobre un policristal de 65.438+030 cm2 es de 65.438+05,8%.
La diferencia entre el silicio monocristalino y el silicio policristalino es que cuando el silicio elemental fundido se solidifica, los átomos de silicio se organizan en muchos núcleos cristalinos en una red de diamante. Si estos núcleos crecen hasta convertirse en granos con la misma orientación del plano cristalino, se forma un único cristal de silicio. Si estos núcleos crecen hasta convertirse en granos con diferentes orientaciones cristalinas, se forma polisilicio. La diferencia entre silicio policristalino y silicio monocristalino se refleja principalmente en las propiedades físicas. Por ejemplo, el silicio policristalino es inferior al silicio monocristalino en términos de propiedades mecánicas y eléctricas. El silicio policristalino se puede utilizar como materia prima para extraer silicio monocristalino. El silicio monocristalino puede considerarse la sustancia más pura del mundo. Los dispositivos semiconductores generales requieren que la pureza del silicio sea superior a seis o nueve. Los circuitos integrados a gran escala tienen requisitos más altos y la pureza del silicio debe alcanzar el nueve por nueve. En la actualidad, se ha podido producir silicio monocristalino con una pureza de 129. El silicio monocristalino es un material básico indispensable en las tecnologías modernas, como los ordenadores electrónicos y los sistemas de control automático.
Pregunta 7: ¿Cuáles son las especificaciones del polisilicio? El polisilicio de 30 puntos está disponible en grado electrónico, grado solar y otras especificaciones. A continuación se muestran las especificaciones de grado solar.
El silicio policristalino tiene un brillo metálico gris y una densidad de 2,32~2,34 g/cm3. El punto de fusión es 1410 ℃. El punto de ebullición es 2355 ℃. Ácido mixto soluble en ácido fluorhídrico y ácido nítrico, insoluble en agua, ácido nítrico y ácido clorhídrico. La dureza está entre germanio y germanio. Es quebradizo a temperatura ambiente y fácil de romper al cortar. Se vuelve duro cuando se calienta por encima de 800 ℃ y se deforma obviamente a 1300 ℃. Es inactivo a temperatura ambiente y reacciona con oxígeno, nitrógeno y azufre a altas temperaturas. En estado fundido a alta temperatura, tiene una gran actividad química y puede interactuar con casi cualquier sustancia. Tiene propiedades semiconductoras y es un material semiconductor excelente y extremadamente importante, pero una pequeña cantidad de impurezas puede afectar en gran medida su conductividad. En la industria electrónica, se utiliza ampliamente como material básico para la fabricación de radios de transistores, grabadoras, refrigeradores, televisores en color, grabadoras de vídeo y computadoras electrónicas. Se obtiene clorando polvo de silicio seco y gas cloruro de hidrógeno seco en determinadas condiciones, para luego condensarlo, destilarlo y reducirlo.
Pregunta 8: ¿Cuáles son las materias primas para la producción de polisilicio? Las materias primas para producir silicio policristalino son triclorosilano e hidrógeno, que se colocan en un horno de reducción en una determinada proporción para sufrir reacciones de descomposición térmica y reducción para producir varillas de silicio policristalino.
El triclorosilano se produce haciendo reaccionar cloruro de hidrógeno y polvo de silicio industrial en un horno de síntesis.
El cloruro de hidrógeno se produce mediante la combustión de hidrógeno y cloro en hornos de síntesis y almacenamiento de cloración.
El cloro se produce al hacer pasar electricidad a través de salmuera industrial que contiene cloruro de sodio.
El hidrógeno se puede producir mediante reacción eléctrica con salmuera industrial de cloruro de sodio.
También se puede producir por electrólisis del agua.
El polvo de silicio industrial se obtiene a partir de la reacción de reducción del mineral y el carbono bajo la acción de la electricidad y luego se tritura para obtener polvo de silicio industrial.