Skapa el från solljus anses av många vara en nyckelteknik för att svara på mänsklighetens energibehov i 21-talet . Eftersom solel uppfanns , har solcellspaneler och liknande teknik till stor del gjorts av kisel för att genomföra de fotoner av solljus till användbar elektricitet . Dock måste detta kisel vara mycket renas . Processen för gruvdrift och därefter rena kisel är complicated.Things du behöver
Kvartsit grus eller krossade kvartar
Ljusbågsugn
Orent silikonstav
cirkulär diamantsåg
Fosfor
Boron
Visa fler Instruktioner
1
Mine och producera antingen kvartsit grus eller krossade kvartar . Kvartsit grus eller krossade kvartar är grunden för att skapa sol – grade kisel .
2
Placera kiseldioxid antingen kvartsit grus eller krossade kvartar i en ljusbågsugn . Applicera kol båge inuti ugnen för att frigöra syre från kvartsit grus eller krossad kvarts . De resulterande produkterna av denna process är koldioxid och smält kisel . Dessa speciella ugnar nå temperaturer över 2500 grader Fahrenheit . Denna process renar kisel till omkring 98 procent. Dock kräver sol – grade ( eller halvledare – grade ) kisel större renhet . Den 98 – procent renhetsgrad kallas metallurgisk – kisel , som kan användas i stål , aluminium och andra industrier . Addera 3
Avlägsna vätskan kisel och placera den i en separat , uppvärmd kammare . Inom den uppvärmda kammaren , flytta en stav tillverkad av oren kisel över flytande silikon . Upprepa detta flera gånger i samma riktning . Denna process renar ytterligare kisel genom att dra bort föroreningarna mot en ände av stången . Den orena sektionen av stången kan sedan skäras bort.
4
Placera en kisel ympkristall in i smält kisel. Avlägsna och rotera kisel ympkristall . Eftersom kisel frö avlägsnas och roteras , bildar det ett cylindriskt kisel göt eller boule . Eftersom föroreningarna stannar kvar inom den flytande silikon , är denna göt högt renat . Denna process kallas Czochralski processen . Bor kan också införas till kisel i detta skede (se steg 6 ) . Dessa polykristallina kisel tackor är ryggraden i solceller .
5
Skär kisel göt med en specialiserad cirkulär eller flertråds diamantsåg . Den erhållna högrenat kisel bit kallas en kiselskiva . Dessa skivor är mindre än en centimeter tjock och kan skäras ut ur götet i en rund , rektangulär eller hexagonal form . Rektangulära eller hexagonala former är bättre, därför att , till skillnad från cirkel skärsår , kan de fogas samman perfekt.
6
Täta kiselskivorna i en annan ugn och upphettas till strax under smältpunkten för kisel, som är ungefär 2500 grader Fahrenheit . Detta steg bör göras med fosfor gas som omger kiselskivorna . Eftersom kisel närmar förvätskning det blir mer porös, och detta gör att fosforn att komma in i kislet. En annan metod för att uppnå detta är att skjuta fosforjonerin i kisel med användning av en liten partikelaccelerator ; reglera hastigheten hos jonerna styr det djup till vilket upptag . Bor och fosfor dopas in i kisel för att bättre reglera elektronnivåer inom kislet. Detta gör att kisel för att leda elektricitet på ett mer effektivt sätt.
7
Lägg en antireflexbeläggningpå kiselskivor. En populär antireflex kemikalie som används är titandioxid . Att införa en antireflexbeläggningpå kiselskivorökar deras förmåga att absorbera solljus . Addera