Monokristalin silikon

Silikon külçe

Monokristalin silikon (veya "tek kristalli Silisyum", "tek-kristal Si", "mono k-Si" veya sadece mono-Si) bugün hemen hemen her elektronik ekipmanda kullanılan mikroçipler için temel bir malzemedir. Monokristalin silikon fotovoltaikde, güneş hücrelerinde ışık emici madde olarak kullanılır.

Tek bir kristal silikon yapıda bulunur. Hücreleşmez, düzensiz ve boşluklu yapı oluşturmaz. Mono-Si sadece son derece saf silisyumdan imal edilir.Czochralski adı verilen, silisyumun saflaştırılması ve kristalleştirilmesi işlemiyle, silindir külçeler halinde üretilir. Bu silindirler daha sonra elmas kesicilerle birkaç yüz mikron kalınlığında kesilir[1].

Monokristalin silikon, silikon çağının en önemli materyallerindendir. Çünkü, günümüzde, elektronik aletlerin ve bilişim sektörünün gelişimi, bu maddenin uygun maliyetlerle üretimine bağlıdır.[2]

Monokristalin silikon, diğer allotropları olan düzensiz yapıdaki amorf silikon ve güneş pillerinde kullanılan polikristalin silikondan farklıdır.

Elektronikte mono-SiDüzenle

Monokristalin silikon yarı iletken malzeme üretiminde kullanılır. Monokristalin silikonun; içerdiği hücreleşme miktarı, süreksizlik, mikro kusurlar, yabancı madde, kristalografik kusurlar gibi etkenler malzemenin elektronik özelliklerini önemli ölçüde etkiler. Kusursuz monokristalin olmadan transistör tabanlı devreleri üretmek imkansız olurdu. Bu nedenle elektronik sanayi, tesislerde büyük tek kristalli silikon üretmek için yatırımlar yapar.

Güneş hücrelerinde mono-SiDüzenle

 
tek kristal silikon waferden yapılmış bir güneş pili

Monokristalin silikon yüksek verimli güneş pili üretiminde kullanılmaktadır. Güneş panellerinde kullanılan monokristalin silikon, mikro elektronikte kullanılanlara göre daha az kusursuzdur.

Pazar payıDüzenle

2013 yılında, monokristal fotovoltaik güneş paneli piyasanın %36'sına sahiptir ve 12.600 mW güce denk gelir.,[3] Daha ucuz olan polikristalin silikon güneş panellerinden sonra ikinci sırada gelir.[4]

VerimlilikDüzenle

Mono-Si hücrelerinin laboratuvar verimliliği %25 ile tüm ticari güneş paneli sektöründe en yüksektir.(polisilikon hücreler (%20.4), CIGS hücreleri (%19.8), CdTe hücreleri (%19.6) ve a-Si cells (%13.4)) [5]

GaleriDüzenle

Ayrıca bakınızDüzenle

KaynakçaDüzenle

  1. ^ http://www.solar-bazaar.com/gunes.asp?id=281
  2. ^ W.Heywang, K.H.Zaininger, Silicon: the semiconductor material, in Silicon: evolution and future of a technology, P.Siffert, E.F.Krimmel eds., Springer Verlag, 2004.
  3. ^ Photovoltaics Report, Fraunhofer ISE, July 28, 2014, pages 18,19
  4. ^ S.R.Wenham, M.A.Green, M.E.Watt., R.Corkish, Applied Photovoltaics, Earthscan, 2007, Chapt. 2
  5. ^ Photovoltaics Report, Fraunhofer ISE, July 28, 2014, pages 24, 25