La diferencia entre el silicio policristalino y el silicio monocristalino

El silicio es el material más básico y fundamental de la industria de semiconductores. El complejo proceso de producción de la cadena de valor de la industria de semiconductores comienza, asimismo, con la producción de silicio.

luz solar de jardín de silicio monocristalino

El silicio monocristalino es una forma de silicio elemental. Al solidificarse el silicio elemental fundido, sus átomos se organizan en una red cristalina similar a la del diamante, formando numerosos núcleos cristalinos. Si estos núcleos crecen formando granos con la misma orientación del plano cristalino, estos granos se alinean paralelamente para cristalizar en silicio monocristalino.

El silicio monocristalino posee propiedades físicas de cuasimetal y una conductividad eléctrica débil, que aumenta con la temperatura. Asimismo, presenta una conductividad semieléctrica significativa. El silicio monocristalino ultrapuro es un semiconductor intrínseco. Su conductividad puede mejorarse mediante la adición de trazas de elementos del grupo IIIA (como el boro), dando lugar a un semiconductor de silicio de tipo P. De igual manera, la adición de trazas de elementos del grupo VA (como el fósforo o el arsénico) también mejora la conductividad, formando un semiconductor de silicio de tipo N.

polisilicioluz solar

El polisilicio es una forma de silicio elemental. Cuando el silicio elemental fundido se solidifica en condiciones de sobreenfriamiento, los átomos de silicio se organizan en numerosos núcleos cristalinos formando una red cristalina similar a la del diamante. Si estos núcleos crecen formando granos con diferente orientación cristalina, estos granos se combinan y cristalizan para formar polisilicio. Se diferencia del silicio monocristalino, que se utiliza en electrónica y células solares, y del silicio amorfo, que se utiliza en dispositivos de película delgada.Células solares para iluminación de jardín

La diferencia y la conexión entre los dos

En el silicio monocristalino, la estructura cristalina es uniforme y se identifica por su apariencia externa homogénea. En el silicio monocristalino, la red cristalina de toda la muestra es continua y carece de límites de grano. Los monocristales de gran tamaño son extremadamente raros en la naturaleza y difíciles de obtener en el laboratorio (véase recristalización). En cambio, en las estructuras amorfas, la posición de los átomos se limita a un ordenamiento de corto alcance.

Las fases policristalinas y subcristalinas constan de una gran cantidad de cristales pequeños o microcristales. El polisilicio es un material compuesto por muchos cristales de silicio más pequeños. Las células policristalinas pueden reconocer la textura mediante un efecto de lámina metálica visible. Los grados semiconductores, incluido el polisilicio de grado solar, se convierten en silicio monocristalino, lo que significa que los cristales conectados aleatoriamente en el polisilicio se transforman en un único cristal de gran tamaño. El silicio monocristalino se utiliza para fabricar la mayoría de los dispositivos microelectrónicos basados ​​en silicio. El polisilicio puede alcanzar una pureza del 99,9999 %. El polisilicio ultrapuro también se utiliza en la industria de semiconductores, como por ejemplo, en barras de polisilicio de 2 a 3 metros de longitud. En la industria microelectrónica, el polisilicio tiene aplicaciones tanto a macroescala como a microescala. Los procesos de producción de silicio monocristalino incluyen el proceso Czeckorasky, la fusión por zonas y el proceso Bridgman.

La diferencia entre el silicio policristalino y el silicio monocristalino se manifiesta principalmente en sus propiedades físicas. En cuanto a propiedades mecánicas y eléctricas, el silicio policristalino es inferior al silicio monocristalino. El silicio policristalino puede utilizarse como materia prima para el estirado de silicio monocristalino.

1. En términos de anisotropía de las propiedades mecánicas, ópticas y térmicas, es mucho menos evidente que en el silicio monocristalino.

2. En términos de propiedades eléctricas, la conductividad eléctrica del silicio policristalino es mucho menos significativa que la del silicio monocristalino, o incluso prácticamente nula.

3. En términos de actividad química, la diferencia entre ambos es muy pequeña; generalmente se utiliza más el polisilicio.