تفاوت میان نسخه‌های «سیلیکون پلی‌کریستالی»

اصلاح ارقام، اصلاح فاصلهٔ مجازی
(ایجاد شده توسط ترجمهٔ صفحهٔ «Polycrystalline silicon»)
 
(اصلاح ارقام، اصلاح فاصلهٔ مجازی)
'''سیلیکون پلی‌کریستالی''' ، که به آن '''پلی‌سیلیکون''' یا '''poly-Si''' نیز می‌گویند ، یک نمونه پلی‌کریستالی با خلوص بالا از [[سیلیسیم|سیلیکون]] است که به عنوان ماده اولیه در [[صنعت الکترونیک|صنعت]] [[فتوولتاییک|فتوولتائیک خورشیدی]] و [[صنعت الکترونیک|الکترونیک]] مورد استفاده قرار می‌گیرد.
 
پلی‌پلی[[سیلیسیم|سیلیکون]] از [[سیلیسیم|سیلیکون درجه متالورژی]] توسط یک فرآیند تصفیه شیمیایی به نام فرآیند زیمنس تولید می‌شود. این فرآیند شامل [[تقطیر]] ترکیبات فرار سیلیکون و [[تجزیه شیمیایی|تجزیه]]<nowiki/>‌ی آن‌ها به سیلیکون در دماهای بالا است. یک فرآیند نو ظهور که از یک [[رآکتور بستر شناور|راکتور بستر سیال]] استفاده می‌کند به عنوان فرآیند جایگزین پالایش این ماده شناخته می‌شود. همچنین صنعت فتوولتائیک ، طی یک فرآیند که در آن از فرآیند متالورژی به جای فرآیندهای تصفیه شیمیایی استفاده می‌شود ، سیلیکونی با درجه متالورژی ارتقا یافته (UMG-Si) تولید می‌کند. هنگامی که پلی سیلیکون برای صنعت الکترونیک تولید می‌شود ، حاوی میزان ناخالصی کمتر از یک [[بخش در یکای سنجش|جزء در هر میلیارد]] (ppb) است، در حالی که سیلیکون پلی‌کریستالی درجه خورشیدی (SoG-Si) به طور کلی خلوص کمتری دارد. چند شرکت در چین، آلمان، ژاپن، کره و ایالات متحده، مانندGCL-Poly ، [[واکر شیمی|Wacker Chemie]] ، [[اوسی‌آی|OCI]] و Hemlock Semiconductor و همچنین مقر نروژی [[شرکت انرژی‌های تجدیدپذیر|REC]] ، که بیشترین تولید را در سال 2013۲۰۱۳ در سراسر جهان با تولید حدود 230،000۲۳۰٬۰۰۰ تن به خود اختصاص داده استداده‌است. <ref name="BNEF polysilicon-production-2013">{{Cite web|url=http://about.bnef.com/content/uploads/sites/4/2014/04/2014-04-16-PV-production-2013-an-all-Asian-affair.pdf|title=Solar Insight, Research note – PV production 2013: an all Asian-affair|pages=2–3|publisher=Bloomberg New Energy Finance|date=16 April 2014|archiveurl=https://www.webcitation.org/6YAtlua98|archivedate=30 April 2015}}</ref>
 
مواد اولیه پلی‌سیلیکون - میله‌های بزرگی که معمولاً قبل از حمل و نقل به تکه‌هایی با اندازه‌های مشخص خرد شده و در اتاق‌هایی تمیز بسته بندی می‌شوند - مستقیماً در [[شمش (ماده)|شمش‌های]] چند [[فرایند چکرالسکی|کریستالی]] ریخته می‌شوند یا برای تولید بول‌های تک کریستالی به [[فرایند چکرالسکی|فرآیند تبلور مجدد]] ارسال می‌شوند. این محصولات سپس در [[ویفر (الکترونیک)|ویفرهای]] نازک سیلیکونی خرد شده و برای تولید [[سلول خورشیدی|سلول‌های خورشیدی]] ، [[مدار مجتمع|مدارهای مجتمع]] و سایر [[دستگاه نیمه‌رسانا|وسایل نیمه هادی]] استفاده می‌شوند .
 
پلی‌سیلیکون از [[بلور|کریستال]]<nowiki/>‌های کوچک ، که [[کریستالیت]] نامیده می‌شوند، تشکیل می‌شود که به مواد [[مرزدانه|خاصیت مرزدانه ای فلز]] معمول خود را می‌دهد. در حالی که پلی‌سیلیکون و مولتی‌سیلیکون اغلب به عنوان مترادف استفاده می‌شوند، معمولاً چند کریستالی به بلورهای بزرگتر از 1۱ [[میلی‌متر|میلی متر]] اشاره دارد. سلول‌های خورشیدی چند کریستالی رایج ترینرایج‌ترین نوع سلول‌های خورشیدی در [[گسترش فتو ولتاییک|بازار گسترش فتو ولتاییک]] است و بیشتر پلی‌سیلیکون‌های تولید شده در سراسر جهان را مصرف می‌کند. برای تولید 1۱ [[وات|مگاوات]] [[صفحه خورشیدی|ماژول‌های خورشیدی]] معمولی حدود 5۵ تن پلی‌سیلیکون مورد نیاز است. <ref name="polysilicon-marketrealist">{{Cite web|url=http://marketrealist.com/2015/02/china-new-silicon-valley/|title=China: The new silicon valley – Polysilicon|date=2 February 2015|archiveurl=https://www.webcitation.org/6YAsrsoh7|archivedate=30 April 2015}}</ref> پلی‌سیلیکون از سیلیکون مونوکریستالی و [[سیلیسیم آمورف|سیلیکون آمورف]] متمایز است.
 
== سیلیکون پلی‌کریستالی و مونوکریستالی ==
در سیلیکون با کریستال واحد، که سیلیکون تک کریستالی نامیده می‌شود، چارچوب کریستالی یکدست است ، که می‌توان با یک رنگ آمیزی بیرونی همسان آن را تشخیص داد. <ref>{{Cite web|url=http://www.solarworld.de/Solar-ABC.123.0.html?&L=1|title=Solar ABC|last=|date=|website=solarworld.de|accessdate=10 April 2018}}</ref> کل نمونه، یک کریستال منفرد، متوالی و ناگسستنی است زیرا [[ساختار بلوری|ساختار]] آن حاوی [[مرزدانه]] نیست. تک کریستال‌های بزرگ در طبیعت کمیاب هستند و تولید آن در آزمایشگاه نیز دشوار است (به تبلور مجدد مراجعه کنید). در مقابل، در یک ساختار آمورف محدوده موقعیت‌های اتمی بازه‌ی کوچکی است.
 
فاز‌هایفازهای [[کریستالیت|پلی‌کریستالی]] و [[پاراکریستال|پاراکریستالی]] از تعدادی کریستال کوچکتر یا [[کریستالیت]] تشکیل شده استشده‌است. سیلیکون پلی‌کریستالی (یا سیلیکون نیمه کریستالی ، پلی‌سیلیکون ، poly-Si یا به طور ساده شده "poly") ماده‌ای است که از چندین [[بلور|کریستال]] [[سیلیسیم|سیلیکون]] کوچک تشکیل شده استشده‌است. سلول‌های پلی‌کریستالی را می‌توان با یک دانه قابل مشاهده، یک "مرزدانه فلزی" تشخیص داد. سیلیکون پلی‌کریستالی درجه نیمه هادی (همچنین درجه خورشیدی) به سیلیکون "تک بلور" تبدیل می‌شود - بدین معنی که بلورهای تصادفی مرتبط با سیلیکون در "سیلیکون پلی‌کریستالی" به یک بلور بزرگ "منفرد" تبدیل می‌شوند. سیلیکون تک بلوری برای ساخت اکثر دستگاه‌های [[ریز الکترونیک|میکروالکترونیکی]] مبتنی بر Si استفاده می‌شود. سیلیکون پلی‌کریستالی می‌تواند تا 99.9999٪۹۹٫۹۹۹۹٪ خالص باشد. <ref>{{Cite journal|last=Kolic|first=Y|year=1995|title=Electron powder ribbon polycrystalline silicon plates used for porous layer fabrication|journal=Thin Solid Films|volume=255|page=159|bibcode=1995TSF...255..159K|doi=10.1016/0040-6090(94)05644-S}}</ref> پلی فوق العاده خالص در صنعت [[نیم‌رسانا|نیمه هادی]] مورد استفاده قرار می‌گیرد، که در ابتدا به شکل میله‌های پلی با طول دو الی سه متر است. در صنعت [[ریز الکترونیک|میکروالکترونیک]] (صنعت نیمه هادی)، پلی هم در سطح مقیاس بزرگ و هم در مقیاس خرد (جزء) استفاده می‌شود. [[تک‌بلور|بلورهای منفرد]] با استفاده از [[فرایند چکرالسکی|فرآیند چکرالسکی]]، سیلیکون‌های منطقه شناور و تکنیک هایتکنیک‌های Bridgman رشد می‌کنند.
 
== اجزای سیلیکون پلی‌کریستالی ==
[[File:Leo_Tie_Rodsedit.jpg|بندانگشتی| میله‌ای از پلی سیلیکون نیمه هادی. ]]
در سطح اجزاء، پلی‌سیلیکون مدت‌هاست که به عنوان ماده هدایت کننده دروازه در فناوری‌های پردازش [[ماسفت|MOSFET]] و [[سیماس|CMOS]] مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای این فنآوری‌ها استفاده از راکتورهای رسوب شیمیایی فاز بخار کم فشار ( [[انباشت به روش تبخیر شیمیایی|LPCVD]] ) در دماهای بالا به کار گرفته می‌شود و معمولاً به شدت از [[نیمه‌رسانای غیرذاتی|نوع n]] یا [[نیمه‌رسانای غیرذاتی|نوع p]] آلایش شده استشده‌است.
 
اخیراً ، پلی‌سیلیکون ذاتی و بهسازی شده در الکترونیک ناحیه بزرگ به عنوان لایه‌های فعال و یا دوپه شده در [[ترانزیستور فیلم نازک|ترانزیستورهای فیلم نازک]] مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگرچه می‌توان آن را توسط [[انباشت به روش تبخیر شیمیایی|LPCVD]] ، رسوب بخار شیمیایی با افزایش پلاسما ( [[انباشت به روش تبخیر شیمیایی|PECVD]] ) یا تبلور فاز جامد [[سیلیسیم آمورف|سیلیکون آمورف]] در روش‌های خاص پردازش رسوب نشانی کرد، اما این فرایندها هنوز هم به دمای نسبتاً زیاد حداقل 300۳۰۰ درجه [[سلسیوس]] نیاز دارند. این دما رسوب پلی‌سیلیکون را برای بسترهای [[شیشه|شیشه‌ای]] ممکن می‌کند اما برای بسترهای [[پلاستیک|پلاستیکی]] امکان پذیر نیست.
 
رسوب سیلیکون پلی‌کریستالی بر روی بسترهای پلاستیکی با انگیزه‌ی تمایل به توانایی تولید نمایشگرهای دیجیتالی روی صفحه‌های قابل انعطاف انجام می‌شود. بنابراین ، یک تکنیک نسبتاً جدید به نام تبلور لیزری برای تبلور یک ماده [[سیلیسیم آمورف|سیلیکون آمورف]] (a-Si) پیش ساز (ماده اولیه)، روی یک بستر پلاستیکی بدون ذوب شدن یا آسیب رساندن به پلاستیک ابداع شده استشده‌است. ارتعاشات [[لیزر]] [[فرابنفش|ماوراء بنفش با]] شدت زیاد با حرارت بالا برای گرم کردن مواد رسوبی a-Si تا بالای نقطه ذوب سیلیکون ، بدون ذوب کل بستر استفاده می‌شود.
[[پرونده:Silicon_poly_640x480.jpg|راست|بندانگشتی| سیلیکون پلی‌کریستالی (برای تولید [[تک‌بلور|مونوکریستال]]<nowiki/>‌های سیلیکون با [[فرایند چکرالسکی|فرآیند چکرالسکی]] استفاده می شودمی‌شود ) ]]
سیلیکون مذاب پس از سرد شدن ، به صورت بلوری درمی‌آید. با کنترل دقیق افت دما ، محققان توانسته‌اند دانه‌های بسیار بزرگ ، تا اندازه صدها میکرومتر در حالت حداکثری، رشد دهند، اگرچه اندازه دانه‌ها از 10۱۰ [[نانومتر]] تا 1۱ [[میکرومتر (ابزار)|میکرومتر]] نیز متداول است. به هر حال به منظور ایجاد دستگاه‌هایی روی پلی‌سیلیکون در وسعت بزرگ، اندازه یک دانه کریستال از اندازه خاص دستگاه، که برای یکدست بودن دستگاه‌ها مورد نیاز است، کوچکتر است. روش دیگر برای تولید poly-Si در دماهای پایین تبلور ناشی از فلز است که در آن می‌توان یک فیلم نازک آمورف-سیلیکونی را در دمای پایینی به میزان 150۱۵۰ درجه سلسیوس متبلور کرد اگر در حین تماس با فیلم فلزی دیگری مانند [[آلومینیوم]] ، [[طلا]] یا [[نقره]] [[عملیات حرارتی|تابکاری]] شود.
 
== منابع ==