Mi az a nagy-tisztaságú fémes szilícium?
A nagy-tisztaságú fémszilíciumot a kvarc karbotermikus redukciójával állítják elő merülő elektromos ívkemencékben, majd finomítással. A célfelhasználástól függően kémiai úton tovább tisztítják poliszilíciummá vagy zóna{2}}finomított anyaggá. A fémipari -minőségű szilícium, amely jellemzően körülbelül 98-99%-os tisztaságú, és a magasabb tisztaságú szilícium között azért van jelentősége, mert minden egyes alkalmazásnál eltérő a szennyeződések tűréshatára. A nagy tisztaság alacsony elektromos ellenállást biztosít, és minimálisra csökkenti az elektronáramlást megzavaró vagy az anyag tulajdonságait rontó szennyeződéseket.
Félvezetőipar: Integrált áramkörök szubsztrátumai
A félvezetőiparban a nagy{0}}tisztaságú szilíciumot monokristályos lapkákká alakítják, amelyek hordozóként szolgálnak, amelyeken tranzisztorokat, diódákat és egyéb elektronikus alkatrészeket gyártanak. A chipek teljesítménye, hozama és megbízhatósága az ostya kristálytani tökéletességétől és kémiai tisztaságától függ. A szükséges minőség eléréséhez többlépcsős tisztítást alkalmaznak, beleértve a Siemens poliszilícium- és Czochralski-kristályok növesztési eljárását. A modern mikroprocesszorokban több milliárd tranzisztor épül nagy-tisztaságú fémszilíciumból készült szilíciumlapkákra.
Napenergia: monokristályos és polikristályos cellák
A nagy-tisztaságú szilícium a fotovoltaikus cellák domináns alapanyaga. A napelemekben a napfény fotonjai gerjesztik a szilíciumban lévő elektronokat, és elektromos áramot hoznak létre; A nagy-tisztaságú szilícium csökkenti az elektronok és lyukak rekombinációját, javítva az átalakítás hatékonyságát. A monokristályos szilícium cellákat egykristályként termesztik a legnagyobb hatékonyság érdekében, míg a polikristályos szilícium cellákat blokkokba öntik az alacsonyabb költségek érdekében. Mindkét útvonal nagy-tisztaságú szilíciumból indul ki, ami a szilíciumot a legszélesebb körben használt fotovoltaikus anyaggá tette a naperőművekben és a tetőtéri rendszerekben.
Optoelektronika: LED-ek, lézerdiódák és szilíciumfotonika
Az optoelektronikában a nagy{0}}tisztaságú fémes szilícium számos eszközcsaládot támogat. Bár nem ez a fő fénykibocsátó anyag a LED-ekben, a szilícium felhasználható szubsztrátumként vagy csomagolásban és hőelvezető komponensekben; magas hővezető képessége segít eltávolítani a hőt, és javítja a LED élettartamát és teljesítményét. A lézerdiódákban a szilícium{5}}alapú fotonika egy feltörekvő terület, ahol a szilícium egyetlen chipen integrálja az optikai és elektronikus alkatrészeket, így stabil platformot biztosít az optikai kommunikációs rendszerekben, vonalkód-leolvasókban és orvosi berendezésekben használt eszközök számára.
Vegyipar: szilikonok és{0}}szilícium alapú ötvözetek
A nagy-tisztaságú fémszilícium kulcsfontosságú nyersanyag a szilikonok előállításához, amely szintetikus polimerek családja az autóiparban, az építőiparban és a fogyasztási cikkekben. A szilícium szerves vegyületekkel való reakciója nagy hőállóságú, vízlepergető és rugalmas szilikonpolimereket eredményez, a nagy-tisztaságú szilícium pedig biztosítja a végtermékek minőségét és konzisztenciáját. A szilíciumot nagy-teljesítményű szilícium-alapú ötvözetekben is használják; például az alacsony sűrűségű, nagy szilárdságú és jó hőstabilitású szilícium{6}}alumíniumötvözeteket használnak repülőgép-alkatrészekben, például hajtóművekben és szerkezeti elemekben.
Gyakran Ismételt Kérdések
Mi a különbség a szilícium fém és a poliszilícium között?
A szilícium fém kvarcból finomított kohászati szilícium, míg a poliszilícium egy nagyobb-tisztaságú forma, amelyet kémiai tisztítási módszerekkel, például a Siemens-eljárással állítanak elő, félvezetőkhöz és napelemekhez.
Milyen tisztaság szükséges a félvezető alkalmazásokhoz?
A félvezető-minőségű szilíciumnak rendkívül tisztanak kell lennie, jellemzően -per-milliárd rész szennyeződésekkel, mivel még a nyomokban lévő szennyeződések is rontják az eszköz teljesítményét.
Miért használnak szilíciumot a napelemekben?
A szilícium hatékonyan alakítja át a napfényt elektromos árammá, a nagy{0}}tisztaságú szilícium pedig csökkenti az elektron-lyuk rekombinációját, javítva az átalakítás hatékonyságát. Bőséges, jól ismert és a legszélesebb körben használt fotovoltaikus anyag.
Miből készülnek a szilikonok?
A szilikonok szintetikus polimerek, amelyeket szilícium szerves vegyületekkel való reagáltatásával állítanak elő. A nagy-tisztaságú szilícium kulcsfontosságú nyersanyag, amely biztosítja a termék minőségét és konzisztenciáját.
Használnak nagy{0}}tisztaságú szilíciumot a LED-ekben?
A szilícium nem a LED-ek fő fénykibocsátó-anyaga, de nagy hővezető képessége miatt hordozóként, valamint csomagolásban és hőelvezetésben{1}}használják.
Mi a kohászati{0}}minőségű szilícium fő alkalmazása?
A kohászati -minőségű szilíciumot főként alumíniumötvözetek, szilikonok és más vegyi termékek készítik, míg a félvezetők és napelemek nagyobb-tisztaságúak.