Технология поликристаллического кремния. Его применение

промежуточное положение между аморфным кремнием, в котором отсутствует дальний порядок, и монокристаллическим кремнием.

области, n=3,5
nе=1500 cм2/В*с
nh=480 cм2/В*с

Необходимо получать особо чистый материал

горных породах.
2. Получение металлургического кремния: происходит в дуговой печи путем смешивания кварцевой крупы, угля, щепок и кокса при высокой температуре.
SiO2 + 2C → Si + 2CO

Смесь чистого SiO2 и С нагревают с пропусканием электрического тока до Т больше 1000 °C.
Технический кремний 98-99%

с хлористым водородом или со смесью газов.
Si + 3HCl → SiHCl3 + H2
4. Дистилляция: очистка ТХС от примесей (бор, фосфор, углерод) производится методом ректификации (разделения) и перевода в нелетучие или комплексные соединения.
5. Восстановление: поликристаллический кремний получают путем осаждения и кристаллизации поликремния из различных газообразных силанов на нагретых стержнях.
SiHCl3 + H2 → Si + 3HCl
6. Рецикл: Выделяющийся при этом водород можно использовать многократно.

Эти слои используют для таких элементов интегральных схем, как резисторы, диоды, полевые и биполярные транзисторы. Высокоомные поликристаллические слои кремния используют для изоляции активных элементов интегральных схем.

Поликремний

«электронного» (полупроводникового) качества ( с содержанием примесей менее 1·10-10 %)

«солнечного» качества (с содержанием примесей менее 1·10-5 %)

Конструкции, образованные из многих элементов, электрически связанных между собой, называются солнечными батареями.

полупроводникового материала (кремния) площадью несколько см2.

В процессе изготовления СЭ в эту пластину методом диффузии из паровой фазы вводят легирующую примесь: фосфор (в пластину p-типа) или бор (в пластину n-типа). Диффузию фосфора проводят при Т = 1100–1200 К в течение короткого времени (нескольких минут), чтобы образующийся p-n переход залегал на малой глубине (около 1 мкм). Следующей операцией является нанесение электрических контактов. В заключение на лицевую поверхность СЭ напыляют тонкую просветляющую плёнку монооксида кремния.

электрон-дырочные пары. Электроны, генерируемые в p-слое вблизи p-n-перехода, подходят к p-n-переходу и существующим в нем электрическим полем выносятся в n-область.

Аналогично и избыточные дырки, созданные в n-слое, частично переносятся в p-слой (рис.2а). В результате n-слой приобретает дополнительный отрицательный заряд, а p-слой – положительный. Снижается первоначальная контактная разность потенциалов между p- и n-слоями полупроводника, и во внешней цепи появляется напряжение (рис.б).

генерировать ЭДС равную разности уровней Ферми в n- и р-областях. Поскольку уровни Ферми находятся вблизи краев соответствующих разрешённых зон (валентной зоны и зоны проводимости), ЭДС ≈ Еg.

Проблемы:

СЭ не обеспечивает ток нужной величины, то СЭ соединяют параллельно. При этом токи отдельных СЭ суммируются.
При последовательном соединении СЭ суммируются даваемые ими напряжения.

Поскольку в земных условиях в разное время суток и при разной погоде радиация солнца может сильно изменяться, для постоянства напряжения в системах питания от солнечных батарей применяют специальные стабилизирующие устройства.