La différence entre le polysilicium et le silicium monocristallin

Le silicium est le matériau de base de l'industrie des semi-conducteurs. Le processus de production complexe de cette industrie doit également commencer par la production de silicium de base.

Lampe solaire de jardin en silicium monocristallin

Le silicium monocristallin est une forme de silicium élémentaire. Lorsque le silicium élémentaire fondu se solidifie, les atomes de silicium s'organisent en un réseau de diamant en de nombreux noyaux cristallins. Si ces noyaux cristallins se développent en grains ayant la même orientation du plan cristallin, ces grains se combinent parallèlement pour cristalliser en silicium monocristallin.

Le silicium monocristallin possède les propriétés physiques d'un quasi-métal et une faible conductivité électrique, qui augmente avec la température. Parallèlement, il présente également une conductivité semi-électrique importante. Le silicium monocristallin ultra-pur est un semi-conducteur intrinsèque. Sa conductivité peut être améliorée par l'ajout d'éléments traces ⅢA (comme le bore), ce qui permet de former un semi-conducteur au silicium de type P. L'ajout d'éléments traces ⅤA (comme le phosphore ou l'arsenic) peut également améliorer la conductivité, permettant ainsi la formation d'un semi-conducteur au silicium de type N.

polysiliciumlumière solaire

Le polysilicium est une forme de silicium élémentaire. Lorsque le silicium élémentaire fondu se solidifie en surfusion, les atomes de silicium s'organisent en de nombreux noyaux cristallins formant un réseau de diamant. Si ces noyaux cristallins se développent en grains d'orientations cristallines différentes, ces grains se combinent et cristallisent en polysilicium. Il diffère du silicium monocristallin, utilisé dans l'électronique et les cellules solaires, et du silicium amorphe, utilisé dans les dispositifs à couches minces.éclairage de jardin à cellules solaires

La différence et le lien entre les deux

Dans le silicium monocristallin, la structure cristalline est uniforme et se reconnaît à son aspect extérieur uniforme. Dans le silicium monocristallin, le réseau cristallin de l'échantillon entier est continu et dépourvu de joints de grains. Les grands monocristaux sont extrêmement rares dans la nature et difficiles à fabriquer en laboratoire (voir recristallisation). En revanche, les positions des atomes dans les structures amorphes sont limitées à un ordre à courte distance.

Les phases polycristallines et subcristallines sont constituées d'un grand nombre de petits cristaux, ou microcristaux. Le polysilicium est un matériau composé de nombreux cristaux de silicium plus petits. Les cellules polycristallines peuvent reconnaître la texture grâce à un effet de tôle visible. Les semi-conducteurs, notamment le polysilicium solaire, sont convertis en silicium monocristallin, ce qui signifie que les cristaux connectés aléatoirement dans le polysilicium sont convertis en un grand monocristal. Le silicium monocristallin est utilisé dans la fabrication de la plupart des dispositifs microélectroniques à base de silicium. Le polysilicium peut atteindre une pureté de 99,9999 %. Le polysilicium ultra-pur est également utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs, notamment pour la fabrication de tiges de polysilicium de 2 à 3 mètres de long. Dans l'industrie microélectronique, le polysilicium a des applications à l'échelle macro et micro. Les procédés de production du silicium monocristallin comprennent le procédé Czeckorasky, la fusion par zone et le procédé Bridgman.

La différence entre le polysilicium et le silicium monocristallin réside principalement dans ses propriétés physiques. En termes de propriétés mécaniques et électriques, le polysilicium est inférieur au silicium monocristallin. Le polysilicium peut être utilisé comme matière première pour l'étirage du silicium monocristallin.

1. En termes d'anisotropie des propriétés mécaniques, des propriétés optiques et des propriétés thermiques, il est beaucoup moins évident que le silicium monocristallin

2. En termes de propriétés électriques, la conductivité électrique du silicium polycristallin est beaucoup moins importante que celle du silicium monocristallin, voire presque nulle.

3, en termes d'activité chimique, la différence entre les deux est très faible, on utilise généralement plus de polysilicium