Création d'électricité à partir de la lumière du soleil est considérée par beaucoup comme une technologie clé pour répondre aux besoins énergétiques de l'humanité au 21e siècle. Depuis l'électricité solaire a été inventé, des panneaux photovoltaïques et des technologies similaires ont été largement en silicium pour conduire les photons de la lumière du soleil en électricité utilisable. Cependant, ce silicium doit être hautement purifié. Le processus de l'exploitation minière et de silicium puis purification est compliquée.
Instructions
1 Mines et produire soit du gravier quartzite ou pintes écrasés. gravier quartzite ou quarts écrasées sont à la base pour la création de silicium de qualité solaire.
2 Placer le dioxyde de silicium, soit de gravier ou de quartzite quarts broyés dans un four à arc électrique. Appliquer l'arc de carbone à l'intérieur du four pour libérer l'oxygène du gravier, de quartzite ou de quarts écrasés. Les produits résultant de ce procédé sont le dioxyde de carbone et de silicium en fusion. Ces fours spéciaux atteignent des températures supérieures à 2500 degrés Fahrenheit. Ce processus purifie le silicium à environ 98 pour cent. Cependant, de qualité solaire (ou semi-grade) silicium nécessite une plus grande pureté. Le niveau de pureté de 98 pour cent est connu que le silicium de qualité métallurgique, qui peut être utilisé dans l'acier, l'aluminium et d'autres industries.
3 Retirez le silicium liquide et le placer dans une chambre chauffée séparée. Dans la chambre chauffée, déplacer une tige en silicium impure à travers le silicium liquide. Répétez cette opération plusieurs fois dans la même direction. Ce procédé purifie davantage le silicium en faisant glisser les impuretés vers une extrémité de la tige. La section impure de la tige peut alors être coupé.
4 Placer un germe cristallin de silicium dans le silicium fondu. Retirer et tourner le germe cristallin de silicium. En tant que germe de silicium est enlevé et mis en rotation, il forme un lingot de silicium cylindrique ou en boule. Parce que les impuretés restent derrière dans le silicium liquide, ce lingot est hautement purifié. Ce processus est appelé le processus de Czochralski. Le bore peut également être introduit au silicium à ce stade (voir l'étape 6). Ces lingots de silicium polycristallin sont l'épine dorsale de cellules solaires.
5 Couper le lingot de silicium avec une circulaire spécialisée ou multi-fil diamant scie. La pièce de silicium hautement purifié résultant est désigné comme une plaquette de silicium. Ces tranches sont moins d'un centimètre d'épaisseur et peuvent être découpées du lingot dans une forme circulaire, rectangulaire ou hexagonale. Les formes rectangulaires ou hexagonales sont mieux parce que, contrairement à des coupes de cercle, ils peuvent être reconstitué parfaitement.
6 Sceller les tranches de silicium dans un autre four et la chaleur juste en dessous du point de fusion du silicium, qui est d'environ 2500 degrés Fahrenheit. Cette étape doit être fait avec le gaz de phosphore entourant les plaquettes de silicium. Comme le silicium des approches de liquéfaction, il devient plus poreux, ce qui permet au phosphore pour entrer dans le silicium. Une autre méthode pour y parvenir est de tirer des ions de phosphore dans le silicium à l'aide d'un petit accélérateur de particules; contrôler la vitesse des ions contrôle la profondeur à laquelle elles pénètrent. Le bore et le phosphore est dopé dans le silicium pour mieux réguler les niveaux d'électrons dans le silicium. Ceci permet au silicium pour conduire l'électricité à un niveau plus efficace.
7 Ajouter un revêtement anti-réfléchissant sur les disques de silicium. Un produit chimique anti-réfléchissant couramment utilisé est le dioxyde de titane. L'introduction d'un revêtement anti-réfléchissant sur les disques de silicium améliore leur capacité d'absorber la lumière du soleil.