Hva er høy-metallisk silisium?
Metallisk silisium med høy-renhet produseres ved karbotermisk reduksjon av kvarts i nedsenkede lysbueovner, etterfulgt av raffinering. Avhengig av målbruken renses det videre ved kjemiske ruter til polysilisium eller sone-raffinert materiale. Skillet mellom metallurgisk-silisium, som vanligvis er rundt 98-99 % rent, og kvaliteter med høyere renhet er viktig fordi hver applikasjon har en annen toleranse for urenheter. Høy renhet sikrer lav elektrisk motstand og minimerer urenheter som kan forstyrre elektronstrømmen eller forringe materialegenskaper.
Halvlederindustri: Substrater for integrerte kretser
I halvlederindustrien blir silisium med høy-renhet omdannet til monokrystallinske wafere som fungerer som substrater som transistorer, dioder og andre elektroniske komponenter produseres på. Ytelsen, utbyttet og påliteligheten til chips avhenger av den krystallografiske perfeksjonen og kjemiske renheten til waferen. Fler-rensing, inkludert Siemens-prosessen for polysilisium- og Czochralski-krystallvekst, brukes for å oppnå den nødvendige kvaliteten. I moderne mikroprosessorer er milliarder av transistorer bygget på silisiumskiver laget av metallisk silisium med høy-renhet.
Solenergi: Monokrystallinske og polykrystallinske celler
Høy-silisium er det dominerende basismaterialet for solcelleceller. I solceller eksiterer fotoner fra sollys elektroner i silisiumet og lager en elektrisk strøm; høy-silisium reduserer rekombinasjonen av elektroner og hull, og forbedrer konverteringseffektiviteten. Monokrystallinske silisiumceller dyrkes som enkeltkrystaller for høyeste effektivitet, mens polykrystallinske silisiumceller støpes i blokker for lavere kostnad. Begge rutene starter fra silisium med høy-renhet, som har gjort silisium til det mest brukte solcellematerialet i solenergianlegg og taksystemer.
Optoelektronikk: LED, laserdioder og silisiumfotonikk
I optoelektronikk støtter-metallisk silisium med høy renhet flere enhetsfamilier. Selv om det ikke er det viktigste-lysemitterende materialet i lysdioder, kan silisium brukes som et substrat eller i emballasje og varme-komponenter; dens høye varmeledningsevne hjelper til med å fjerne varme og forbedrer LED-levetid og ytelse. I laserdioder er silisium-basert fotonikk et fremvoksende felt der silisium integrerer optiske og elektroniske komponenter på en enkelt brikke, og gir en stabil plattform for enheter som brukes i optiske kommunikasjonssystemer, strekkodeskannere og medisinsk utstyr.
Kjemisk industri: silikoner og silisium-baserte legeringer
Metallisk silisium med høy-renhet er et nøkkelråmateriale for produksjon av silikoner, en familie av syntetiske polymerer som brukes på tvers av bil-, bygge- og forbruksvareindustrien. Reaksjonen av silisium med organiske forbindelser produserer silikonpolymerer med høy varmebestandighet, vannavstøtende og fleksibilitet, og silisium med høy-renhet sikrer kvaliteten og konsistensen til sluttproduktene. Silisium brukes også i-høyytelses silisium-baserte legeringer; for eksempel brukes silisium-aluminiumslegeringer med lav tetthet, høy styrke og god termisk stabilitet i luftfartskomponenter som motordeler og strukturelle elementer.
Ofte stilte spørsmål
Hva er forskjellen mellom silisiummetall og polysilisium?
Silisiummetall er metallurgisk silisium raffinert fra kvarts, mens polysilisium er en form med høyere -renhet produsert ved kjemiske renseruter som Siemens-prosessen, brukt til halvledere og solceller.
Hvilken renhet er nødvendig for halvlederapplikasjoner?
Halvledersilisium av-kvalitet må være ekstremt rent, vanligvis med urenhetsnivåer i delene-per-milliarder, fordi selv sporforurensninger forringer enhetens ytelse.
Hvorfor brukes silisium i solceller?
Silisium konverterer effektivt sollys til elektrisitet, og silisium med høy-renhet reduserer elektron-hullrekombinasjon, og forbedrer konverteringseffektiviteten. Det er rikelig, godt forstått og det mest brukte fotovoltaiske materialet.
Hva er silikoner laget av?
Silikoner er syntetiske polymerer som produseres ved å reagere silisium med organiske forbindelser. Høy-silisium er et viktig råmateriale som sikrer produktkvalitet og konsistens.
Brukes silisium med høy-renhet i lysdioder?
Silisium er ikke det viktigste-lysemitterende materialet i LED-er, men det brukes som et substrat og i pakking og varme-komponenter på grunn av dets høye varmeledningsevne.
Hva er hovedanvendelsen av metallurgisk-silisium?
Metallurgisk-silisium brukes hovedsakelig i aluminiumslegeringer, silikoner og andre kjemiske produkter, mens høyere-renhetsgrader kreves for halvledere og solceller.