Panells d'energia
solar fotovoltaica

Silici policristal·lí

Silici policristal·lí

El silici policristal·lí o de polisilici 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.

Aquest tipus de material és molt important per a la construcció de panells fotovoltaics i l'energia solar en general. La combinació del silici, juntament amb la radiació solar, permet aprofitar l'efecte fotovoltaic i generar electricitat.

Aquest material té característiques metàl·liques discretes si està fortament dopat de tipus n. Sovint reemplaça a l'alumini per a la producció de peces metàl·liques dins de dispositius electrònics semiconductors causa de la resistència mecànica millorada al procés de producció del circuit integrat. Per exemple, l'elèctrode de la porta dels transistors MOSFET sovint està fet de polisilici. 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. No obstant això, les capacitats que tenen aquests condensadors són molt baixes, per exemple, amb una tecnologia de 0.35μ, capacitats de només 0.7 f F / μ m².

Per a aplicacions electròniques, el silici policristal·lí es pot obtenir amb tècniques menys sofisticades i menys cares que les requerides per a la deposició de silici, com ara deposició de vapor químic (deposició química de vapor en anglès, CVD). El silici policristal·lí també es pot obtenir durant els processos de fabricació de silici, per exemple, amb el procés de Siemens. El silici policristal·lí té un nivell d'impuresa d'1 part per bilió o menys.

Panells fotovoltaics policristal·lins

El silici policristal·lí també s'utilitza en aplicacions particulars, com els panells fotovoltaics. Les cèl·lules de silici policristal·lí tenen una eficiència que varia de 12 a 21%. 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,

Aparença i qualitat del 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. Les varetes en si no sempre es venen. En general, les varetes es divideixen en fragments ( "trossos"), que s'empaqueten en bosses netes de polietilè gruixut (5-10 kg), mesures. Les varetes estellades tenen una forma similar a una petxina, similar a les torçades dels materials amorfs. El tall (secció polida) 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 (les anomenades barres d'oxigen). Amb el desenvolupament de les tecnologies de tall de filferro i cinta, es van obtenir cristalls d'acer mitjançant el tall longitudinal de lingots de barres de mico i polisilici en varetes quadrades (5 × 5, 7 × 7, 10 × 10 mm, etc.) .

La puresa i, en conseqüència, la resistivitat elèctrica de la llavor tenen una influència decisiva sobre la puresa de la barra policristalina final. Això es deu al fet que el procés de reducció d'hidrogen dels silans es porta a terme a temperatures de 900-1100 ° C durant un llarg període de temps, el que condueix a la difusió activa d'impureses del vidre de sembra al material dipositat en la llavor. D'altra banda, la disminució en el contingut d'impureses i, en conseqüència,

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 (com les "crispetes de blat de moro"), durant un procés d'emergència, les dendrites poden fins i tot formar crostes de descamació. La qualitat i puresa d'aquest polisilici sol ser menor.

Una petita part del silici policristal·lí es produeix a partir d'monosilano en una capa fluidificada (en ebullició) en forma de grànuls de color gris fosc amb un diàmetre de 0,1 a 8 mm (MEMS). 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; A causa de la possibilitat d'eliminació contínua de la zona de reacció de partícules que han assolit un cert límit de mida.

D'altra banda, aquest silici conté certa quantitat de material amorf i partícules fines del revestiment del reactor (incloses les recobertes amb silici precipitat). A causa de la superfície desenvolupada, el silici granular s'embruta fàcilment i absorbeix una gran quantitat d'aigua i gasos d'aire. En general, el silici granular té un grau de puresa notablement més baix que el silici obtingut per deposició en barres fixes, i s'usa més sovint per a la producció menys exigent de cristalls de qualitat solar.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 26 de octubre de 2018