Painéis fotovoltaicos de energia solar

Silício policristalino

Silício policristalino

O silício policristalino ou polissilício é um material feito de vidro de silício desalinhado (policristalino). Ocupa uma posição intermediária entre o silício amorfo, no qual não há ordem de longo alcance, e o silício monocristalino.

Este tipo de material é muito importante para a construção de painéis fotovoltaicos e energia solar em geral. A combinação de silício, juntamente com a radiação solar, permite aproveitar o efeito fotovoltaico e gerar eletricidade.

Este material possui características metálicas discretas se for fortemente dopado com n-tipos. Freqüentemente substitui o alumínio para a produção de peças de metal dentro de dispositivos eletrônicos semicondutores devido à resistência mecânica aprimorada do processo de produção do circuito integrado. Por exemplo, o eletrodo de porta dos transistores MOSFET é freqüentemente feito de polissilício. Ele também é usado para a realização de capacitores em um ambiente integrado: com as placas de metal de polissilício são fabricadas, enquanto com óxido de silício o dielétrico interposto entre as placas é feito. No entanto, as capacidades desses capacitores são muito baixas, por exemplo, com uma tecnologia de 0,35 μ, capacidades de apenas 0,7 f F μ ².

Para aplicações eletrônicas, o silício policristalino pode ser obtido com técnicas menos sofisticadas e menos dispendiosas do que as exigidas para a deposição de silício, como a deposição química a vapor (CVD). O silício policristalino também pode ser obtido durante processos de fabricação de silício, por exemplo, com o processo da Siemens. O silício policristalino tem um nível de impureza de 1 parte por bilhão ou menos.

Painéis Fotovoltaicos Policristalinos

O silício policristalino também é usado em aplicações específicas, como painéis fotovoltaicos. As células de silício policristalino têm uma eficiência que varia de 12 a 21%. Eles são fabricados pela reciclagem de componentes eletrônicos descartados, ou seja, os chamados "remanescentes de silício", que são refundidos para obter uma composição cristalina compacta.

Esse resíduo de silício se funde em um cadinho para criar um composto homogêneo que é então resfriado de tal forma que gera uma cristalização que se desenvolve verticalmente. Então você obtém um pão de aproximadamente 150-200 kg que é então cortado verticalmente em lingotes paralelepipédicos. Com outro corte, desta vez na horizontal, obtêm-se cortes de espessura semelhantes aos dos wafers de vidro simples. Também neste caso, as bolachas são limpas com uma conexão de refrigerante, e então elas são dopadas com fósforo para a realização das junções PN,

Aparência e qualidade do silício policristalino

A maior parte do silício policristalino no mundo é produzido na forma de hastes cilíndricas cinzentas com uma superfície dendrítica rugosa. As hastes em si nem sempre são vendidas. Em geral, os bastonetes são divididos em fragmentos ("pedaços"), que são acondicionados em sacos de polietileno limpos (5-10 kg), medidos. As hastes lascadas têm uma forma semelhante a uma casca, semelhante às torções de materiais amorfos. O corte (seção polida) de uma barra de polissilício é usualmente estudado controlando a qualidade do silício produzido e analisando o curso do processo tecnológico.

No centro da barra há uma "semente" de macaco ou polissilício. Anteriormente, as sementes eram obtidas puxando a atmosfera de polissilício com qualidade de elétrons (as chamadas barras de oxigênio). Com o desenvolvimento das tecnologias de fio e fita, foram obtidos cristais de aço por corte longitudinal de lingotes de barras mono e polisilicon em barras quadradas (5 × 5, 7 × 7, 10 × 10 mm, etc.) .

A pureza e, por conseguinte, a resistência eléctrica da semente ter uma influência decisiva sobre a pureza da haste policristalino final. Isto é devido ao facto de que o processo de redução de hidrogénio dos silanos é levada a cabo a temperaturas de 900-1100 ° C durante um longo período de tempo, o que leva a difusão impureza activo do material de cristal semente depositado na semente. Por outro lado, a diminuição do teor de impurezas e, conseqüentemente,

Da semente perpendicular à geratriz, cristalites compactos brotam na forma de agulhas curtas, com uma seção transversal de menos de 1 mm. Com uma alta taxa de sedimentação, os grãos de polissilício muitas vezes começam a crescer dendriticamente (como "pipoca"), durante um processo de emergência, os dendritos podem até formar crosta de flocos. A qualidade e pureza deste polissilício é geralmente menor.

Uma pequena parte do silício policristalino é produzida a partir de monossilano em uma camada fluidizada (fervente) na forma de grânulos cinza escuro com um diâmetro de 0,1 a 8 mm (MEMS). A produção em leito fluidizado é mais vantajosa devido às ordens de magnitude de maior deposição superficial e, consequentemente, um consumo mais completo da mistura de reação; Devido à possibilidade de remoção contínua da zona de reação de partículas que atingiram um determinado limite de tamanho.

Por outro lado, o dito silício contém uma certa quantidade de material amorfo e partículas finas do revestimento do reator (incluindo aquelas revestidas com silício precipitado). Devido à superfície desenvolvida, o silício granular fica facilmente sujo e absorve uma grande quantidade de água e gases do ar. Em geral, o silício granular tem um grau de pureza significativamente mais baixa do que a deposição de silício obtido por barras fixas, e é mais frequentemente usado para a produção de cristais menos exigente grau solar.

valoración: 3 - votos 1

Última revisão: 26 de outubro de 2018