Menu

Panells d'energia
solar fotovoltaica

Què és el silici policristal·lí?

Què és el silici policristal·lí?

El silici policristal·lí és un material fet de vidre de silici desalineat (policristal·lí). Ocupa una posició intermèdia entre el silici amorf, en el qual no hi ha un ordre de llarg abast, i el silici monocristal·lí.

El silici policristal·lí té un nivell d'impuresa d'una part per bilió o menys.

Per a què serveix el silici policristalio?

El silici polictistalino s'utilitza sobretot en la indústria electrònica i en l'energia solar fotovoltaica.

1. Energia fotovoltaica

Aquest tipus de material és molt important per a la fabricació de cèl·lules fotovoltaiques i l'energia solar en general.

El silici policristal·lí també s'utilitza en aplicacions particulars, com els panells fotovoltaics. Existeixen principalment dos tipus de plaques fotovoltaiques que poden ser de silici monocristal·lí o policristal·lí. 

Els panells solars policristal·lins utilitzen cèl·lules de silici policristal·lí. D'altra banda, les plaques solars monocristalinas utilitzen cèl·lules de silici monocristal·lí. L'elecció d'un tipus de panell o d'un altre dependrà del rendiment que volem obtenir i del pressupost.

2. Electrònica

Aquest material té característiques metàl·liques discretes. Sovint reemplaça a l'alumini per a la producció de peces metàl·liques dins de dispositius electrònics semiconductors causa de la resistència mecànica millorada a el procés de producció del circuit integrat.

També s'utilitza per a la realització de condensadors en un entorn integrat: amb el polisilici es fabriquen plaques de metall, mentre que amb òxid de silici es realitza el dielèctric interposat entre les plaques.

En electrònica, es pot obtenir amb tècniques menys sofisticades i menys cares que les requerides per a la deposició de silici. El silici policristal·lí també es pot obtenir durant els processos de fabricació de silici.

Panells fotovoltaics policristal·lins

Les cèl·lules policristal·lines tenen una eficiència que varia de 12 a 21%.

Aquestes cèl·lules solars es fabriquen mitjançant el reciclatge de components electrònics rebutjats, és a dir, els anomenats "restes de silici", que es tornen a fondre per obtenir una composició cristal·lina compacta.

Aquests residus de silici es fonen dins d'un gresol per crear un compost homogeni que després es refreda de tal manera que genera una cristal·lització que es desenvolupa verticalment. 

Després s'obté un pa d'aproximadament 150-200 kg que després es talla verticalment en lingots paral·lelepípedes. Amb un altre tall, aquest cop horitzontal, s'obtenen talls d'un gruix similar a les hòsties de vidre únic. També en aquest cas, les hòsties es netegen amb una connexió de soda, i després es dopen amb fòsfor per a la realització de les unions PN.

Com es produeix el silici policristal·lí?

La major part del silici policristal·lí del món es produeix en forma de varetes cilíndriques de color gris amb una superfície dendrítica rugosa. En general, les varetes es divideixen en fragments, que s'empaqueten en bosses netes de polietilè gruixut (5-10 kg).

Les varetes estellades tenen una forma similar a una petxina, similar a les torçades dels materials amorfs. El tall d'una barra de polisilici se sol estudiar controlant la qualitat del silici produït i analitzant el curs del procés tecnològic.

Al centre de la barra hi ha una "llavor" de mico o polisilici. Anteriorment, les llavors s'obtenien tirant de l'atmosfera de polisilici de qualitat electrònica.

La puresa i la resistivitat elèctrica de la llavor tenen una influència decisiva sobre la puresa de la barra policristalina final.

Des de la llavor perpendicular a la generatriu, brollen cristallets compactes en forma d'agulles curtes, amb una secció transversal de menys d'1 mm. Amb una alta taxa de sedimentació, els grans de polisilici sovint comencen a créixer dendríticamente. Durant el procés, les dendrites poden fins i tot formar crostes de descamació.

Qualitat del silici policristal·lí

La qualitat i puresa d'aquest polisilici sol ser menor.

La producció en un llit fluïditzat és més avantatjosa causa dels ordres de magnitud de més deposició superficial i, en conseqüència, un consum més complet de la barreja de reacció.

D'altra banda, aquest silici conté certa quantitat de material amorf i partícules fines del revestiment del reactor.

En general, el silici granular té un grau de puresa notablement més baix que el silici obtingut per deposició en barres fixes. S'usa més sovint per a la producció menys exigent de cristalls de qualitat solar, és a dir, per construir plaques solars policristal·lines.

Autor:
Data de publicació: 26 d’octubre de 2018
Última revisió: 17 de novembre de 2020