Silikon monokristalin vs. silikon polikristalin

Silikon kristal tunggaldan silikon polikristalin masing-masing memiliki keunggulan unik dan skenario yang dapat diterapkan. Silikon kristal tunggal cocok untuk produk elektronik dan mikroelektronika berkinerja tinggi karena sifat listrik dan mekaniknya yang sangat baik. Silikon polikristalin, sebaliknya, mendominasi bidang sel surya karena biayanya yang rendah dan efisiensi konversi fotolistrik yang baik.

Silikon kristal tunggal

Karakteristik struktural silikon kristal tunggal:Silikon kristal tunggalmemiliki struktur kristal yang sangat teratur, dan atom silikon tersusun dalam kisi kontinu sesuai dengan kisi berlian. Struktur ini memberikan silikon kristal tunggal kinerja transmisi elektron yang sangat baik dan efisiensi konversi fotolistrik. Dalam silikon kristal tunggal, konsistensi susunan atom menyebabkan tidak adanya batas butir pada skala makroskopis, yang sangat penting untuk kinerja perangkat semikonduktor.

Proses produksi darisilikon kristal tunggal: Produksi silikon kristal tunggal biasanya dilakukan dengan proses Czochralski atau proses Float Zone. Proses Czochralski melibatkan penarikan silikon cair secara perlahan melalui kristal benih untuk membentuk kristal tunggal. Proses Float Zone adalah menyiapkan silikon kristal tunggal dengan peleburan lokal dan rekristalisasi. Metode ini memerlukan peralatan presisi tinggi dan kontrol proses untuk memastikan kualitas dan kinerja silikon kristal tunggal.

Silikon monokristalinmemiliki mobilitas dan konduktivitas elektron yang tinggi, sehingga banyak digunakan pada perangkat elektronik dan sirkuit terpadu. Efisiensi konversi fotolistrik silikon monokristalin juga tinggi, menjadikannya bahan penting untuk sel surya.

Silikon monokristalin terutama digunakan pada perangkat semikonduktor kelas atas, sirkuit terpadu, laser, dan bidang lain dengan persyaratan kinerja tinggi. Sifat elektroniknya yang sangat baik memungkinkannya memenuhi kebutuhan peralatan elektronik berkecepatan tinggi dan presisi tinggi.

Silikon polikristalin

Karakteristik struktural silikon polikristalin: Silikon polikristalin terdiri dari banyak kristal kecil (butir), dan terdapat perbedaan tertentu dalam orientasi kristal dan ukuran butiran tersebut. Struktur kisi silikon polikristalin relatif berantakan dan tidak teratur seperti silikon kristal tunggal. Meskipun demikian, silikon polikristalin masih memainkan peran penting dalam beberapa aplikasi.

Proses produksi silikon polikristalin: Pembuatan silikon polikristalin relatif sederhana. Bahan baku silikon biasanya diendapkan pada substrat dengan metode deposisi uap kimia (CVD) atau Siemens untuk membentuk film tipis silikon polikristalin atau bahan curah. Metode ini memiliki biaya produksi yang lebih rendah dan proses produksi yang lebih cepat dibandingkan silikon kristal tunggal.

Karena struktur polikristalinnya, sifat listrik silikon polikristalin sedikit lebih rendah dibandingkan silikon kristal tunggal, terutama karena pusat hamburan pembawa terbentuk pada batas butir. Efisiensi konversi fotolistrik silikon polikristalin biasanya lebih rendah dibandingkan silikon kristal tunggal, namun karena keunggulan biayanya, silikon ini telah banyak digunakan di bidang sel surya.

Silikon polikristalin terutama digunakan dalam panel surya, pembangkit listrik fotovoltaik, dan bidang lainnya. Meskipun efisiensinya relatif rendah, keunggulan biayanya menjadikan polisilikon sebagai bagian penting dalam pembangkit listrik tenaga surya skala besar.