Yksikiteinen pii vs. monikiteinen pii

Yksikiteinen piija monikiteisellä piillä jokaisella on omat ainutlaatuiset etunsa ja soveltuvat skenaariot. Yksikidepii soveltuu korkean suorituskyvyn elektroniikkatuotteisiin ja mikroelektroniikkaan erinomaisten sähköisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa ansiosta. Monikiteinen pii sen sijaan hallitsee aurinkokennojen alaa alhaisten kustannustensa ja hyvän valosähköisen muunnostehonsa ansiosta.

Yksikiteinen pii

Yksikiteisen piin rakenteelliset ominaisuudet:Yksikiteinen piion erittäin järjestetty kiderakenne, ja piiatomit on järjestetty jatkuvaan hilaan timanttihilan mukaisesti. Tämä rakenne antaa yksikiteiselle piille erinomaisen elektroninsiirtokyvyn ja valosähköisen muunnostehokkuuden. Yksikiteisessä piissä atomijärjestelyn johdonmukaisuus johtaa raerajojen puuttumiseen makroskooppisessa mittakaavassa, mikä on ratkaisevan tärkeää puolijohdelaitteiden suorituskyvyn kannalta.

Tuotantoprosessiyksikidepii: Yksikiteisen piin tuotanto suoritetaan yleensä Czochralski-prosessilla tai Float Zone -prosessilla. Czochralskin prosessissa sulaa piitä vedetään hitaasti siemenkiteen läpi yksittäiskiteen muodostamiseksi. Float Zone -prosessissa valmistetaan yksikiteistä piitä paikallisella sulatuksella ja uudelleenkiteytyksellä. Nämä menetelmät vaativat erittäin tarkkoja laitteita ja prosessin ohjausta yksikidepiin laadun ja suorituskyvyn varmistamiseksi.

Yksikiteinen piisillä on korkea elektronien liikkuvuus ja johtavuus, joten sitä käytetään laajalti elektronisissa laitteissa ja integroiduissa piireissä. Yksikiteisen piin valosähköinen muunnostehokkuus on myös korkea, mikä tekee siitä tärkeän materiaalin aurinkokennoille.

Yksikiteistä piitä käytetään pääasiassa huippuluokan puolijohdelaiteissa, integroiduissa piireissä, lasereissa ja muilla aloilla, joilla on korkeat suorituskykyvaatimukset. Erinomaisten elektronisten ominaisuuksiensa ansiosta se pystyy vastaamaan nopeiden ja erittäin tarkkojen elektronisten laitteiden tarpeisiin.

Monikiteinen pii

Monikiteisen piin rakenteelliset ominaisuudet: Monikiteinen pii koostuu monista pienistä kiteistä (rakeista), ja näiden rakeiden kiteiden orientaatiossa ja koossa on tiettyjä eroja. Monikiteisen piin hilarakenne on suhteellisen sotkuinen eikä niin järjestyksessä kuin yksikiteisen piin. Tästä huolimatta monikiteisellä piillä on edelleen tärkeä rooli joissakin sovelluksissa.

Monikiteisen piin valmistusprosessi: Monikiteisen piin valmistus on suhteellisen yksinkertaista. Piin raaka-aineet kerrostetaan yleensä substraatille kemiallisella höyrypinnoitusmenetelmällä (CVD) tai Siemens-menetelmällä monikiteisen piiohutkalvon tai bulkkimateriaalin muodostamiseksi. Näillä menetelmillä on alhaisemmat tuotantokustannukset ja nopeammat tuotantoprosessit kuin yksikiteisellä piillä.

Monikiteisen piin sähköiset ominaisuudet ovat monikiteisen rakenteensa vuoksi hieman heikommat kuin yksikiteisen piin, pääasiassa siksi, että raerajoille muodostuu kantoaineiden sirontakeskuksia. Monikiteisen piin valosähköinen muunnostehokkuus on yleensä pienempi kuin yksikiteisen piin, mutta kustannusetunsa ansiosta sitä on käytetty laajalti aurinkokennojen alalla.

Monikiteistä piitä käytetään pääasiassa aurinkopaneeleissa, aurinkosähkön tuotannossa ja muilla aloilla. Vaikka sen hyötysuhde on suhteellisen alhainen, sen kustannusetu tekee polypiistä tärkeän osan laajamittaista aurinkoenergian tuotantoa.