Monokristallines Silizium
▶Marktnachfrage nach monokristallinem Silizium
○Monokristallines Silizium für Solarzellen weist zweifellos die höchste Umwandlungseffizienz auf und nimmt in großtechnischen Anwendungen und der industriellen Produktion noch immer eine dominierende Stellung ein. Der Preis für monokristallines Siliziummaterial und der damit verbundene aufwändige Batterieherstellungsprozess führen jedoch zu hohen Herstellungskosten für monokristallines Silizium. Eine deutliche Kostensenkung ist sehr schwierig. Um hochwertige Materialien einzusparen, bietet die Suche nach Alternativen zu monokristallinen Siliziumzellen große Aussichten.
Entwicklung von monokristallinem Silizium
Monokristallines Silizium, ein einzelner Siliziumkristall. Es ist eines der Spitzenprodukte unter den Halbleitermaterialien mit hoher Reinheit und gutem Ruf.
▶Eigenschaften von monokristallinem Silizium
○Monokristallines Silizium hat die physikalischen Eigenschaften eines Quasimetalls, weist eine schwache Leitfähigkeit auf und seine Leitfähigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu. Es hat eine signifikante Halbleiterfähigkeit. Ultrareines monokristallines Silizium ist ein intrinsischer Halbleiter. Ein Kristall besteht aus einer großen Anzahl von Atomen, von denen jedes einen Kern und viele Elektronen enthält, und es besteht eine Wechselwirkung zwischen ihnen. P-Typ-Siliziumhalbleiter können gebildet werden, indem man dem ultrareinen monokristallinen Silizium Spuren von Elementen der Gruppe IIIA wie Bor hinzufügt. Wenn man Spuren von Elementen der Gruppe VA wie Phosphor oder Arsen hinzufügt, kann dies ebenfalls den Grad der Leitfähigkeit verbessern, wodurch ein N-Typ-Siliziumhalbleiter entsteht.
▶Bandtheorie
○ Energiebandtheorie Die Theorie des Energiespektrums von Elektronen in Festkörpern unter Verwendung der Ein-Elektronen-Näherungsmethode. Sie wurde im Zuge der Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeitstheorie von Materie unter Verwendung der Quantenmechanik entwickelt. Die früheste Theorie des Energiezustands von Elektronen in Festkörpern war die Freielektronentheorie von Metallen. Aufgrund der Rolle der äußeren Bedingungen können Elektronen im Valenzband in das darüber liegende leere Band übergehen, das Valenzband vom vollen zum ungesättigten Band, und die Elektronen im leeren Band werden als Leitungsband bezeichnet. Jedes zulässige Energieband eines Kristalls hat eine bestimmte Breite, das Band mit hoher Energie ist breiter, das Band mit niedriger Energie ist schmaler und die Anzahl der in jedem Band enthaltenen Energieniveaus entspricht der Anzahl der im Kristall enthaltenen primitiven Zellen. Die Bandtheorie erklärt erfolgreich die Unterschiede zwischen Metallen, Halbleitern und Isolatoren
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