CC BY
9Oriental Renaissance: Innovative, R VOLUME 2 | ISSUE 1
educational, natural and social sciences ( ) ISSN 2181-1784
Scientific Journal Impact Factor SJIF 2021: 5.423
ИЗУЧЕНИЕ ВАХ И ПРИМЕСНОГО СОСТАВА ПОЛУЧЕННОГО ПЯТИКРАТНОЙ ПЕРЕПЛАВКОЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
НА СОЛНЕЧНОЙ ПЕЧИ
Маншуров Шерзод Туйчибоевич
старший преподаватель кафедры «Математики и естественно-научных дисциплин» Алмалыкского филиала ТГТУ E-mail: manshurov_sh@mail .ru
АННОТАЦИЯ
В статье анализируются вопросы изучение вах и примесного состава полученного пятикратной переплавки металлургического кремния на солнечной печи.
Ключевые слова: полупроводник, очистка технического кремния бесхлоридным методом, солнечная плавка на открытом воздухе, глубокая примесь, омическими контактами, самоорганизация, масс-спектрографе "Elan DRC-II".
ABSTRACT
The article analyzes the issues of studying the VAC and the impurity composition of the obtained fivefold remelting of metallurgical silicon in a solar furnace.
Keywords: semiconductor, purification of technical silicon by the chloride-free method, solar melting in the open air, deep impurity, ohmic contacts, self-organization, Elan DRC-II mass spectrograph.
ВВЕДЕНИЕ
Поскольку кремний всё ещё остаётся основным материалом полупроводниковой электроники, сохраняется и интерес к поискам новых, экологически чистых методов его получения. В связи с этим представляется интересным предложенный в [1, 2] метод очистки металлургического кремния на открытом воздухе в солнечной печи.
Энергетическая независимость развитых стран в обозримой перспективе неизбежно будет сопряжена с наличием освоенной сырьевой базы и производств, нацеленных на создание средств прямого преобразования солнечной энергии.
ОБСУЖДЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Нами были также исследованы и вольт-амперные характеристики этих
структур с обычными омическими контактами. Результаты представлены на
1147
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences
Scientific Journal Impact Factor
VOLUME 2 | ISSUE 1 ISSN 2181-1784 SJIF 2021: 5.423
рис. 1. Видно, что при температуре 30°С появляются выпрямляющие свойства, подобно тому, как это отмечалось в [3] для структур, изготовленных из восьмикратно переплавленного кремния.
a)
1,2Н Е 0,8-1
0,4
I—■—I—■—I—■—I—■—I 0,0-2,5 -2,0 -1,5 -1,0..-0,5"' 0.
................ -0,4
.................. -0,8-
/
■■ 1
/
0 0,5 V, V
b)
< 40 5 20-
/
/
-40 -60 -80
4 ^ У
1 2 V, V
3
с)
Рис.1. Вольт-амперные характеристики n-Si - структуры с омическими контактами, изготовленной из пятикратно солнечно-переплавленного технического кремния при различных температурах: кривые 1-30°С (a), 2- 50°С, 3-100°С (b), 4-150°С (с).
На масс-спектрографе "Elan DRC-II" было исследовано пространственное распределение примесей вдоль образа в весовых и атомных %. Результаты этого исследования представлены на рис.2 и 3.
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences
Scientific Journal Impact Factor
VOLUME 2 | ISSUE 1 ISSN 2181-1784 SJIF 2021: 5.423
Рис.2. Пространственное распределение примесей по длине образца в весовых процентах.
Рис.3. Пространственное распределение примесей по длине образца в атомных процентах.
Рис.4. Пространственное распределение концентрации примесей вдоль образца.
Проведённые исследования показывают, что распределение всех без исключения примесей носит не просто неравномерный, но в той или иной степени периодический характер [4]. Попытаемся понять, какие физические процессы могут привести к столь необычному распределению примесей.
Oriental Renaissance: Innovative, R VOLUME 2 | ISSUE 1
educational, natural and social sciences ( ) ISSN 2181-1784
Scientific Journal Impact Factor SJIF 2021: 5.423
Как известно, количество вакансий в материале всегда сильно зависит от температуры (см. например [20]):
Vvac = Na exp(-AEvac /kT), (1)
N ~ 1022 AE
где a ~ см-3, vac - энергия активации вакансий, которая обычно составляет 1-3 эВ в зависимости от материала.
ВЫВОДЫ
Таким образом, в результате пятикратной переплавки металлургического кремния марки КР3 на открытом воздухе на солнечной печи он был очищен до 99,1 ат.%, что подтверждает результаты работы [3] - бесхлоридный, экологически чистый метод переплавки на солнечной печи является перспективным.
Полученный кремний достаточно высокой чистоты обладает рядом весьма необычных свойств - при небольших изменениях температуры изготовленная из него полупроводниковая структура с простыми омическими контактами превращается в генератор тока и (или) напряжения 0.75 mkA и 0.7 mV).
REFERENCES
1. Абакумов А.А., Захидов Р.А., Харченко В.В. Плавление и кристаллизация слитков поликристаллического кремния с применением гелио концентрирующих установок // Гелиотехника, 1997. №3. С. 78-82.
2. Саидов А.С., Абакумов А.А., Саидов М.С. Солнечно-радиационная плавка поликристаллического кремния // Гелиотехника, 2003. №1. С. 96-97.
3. Саидов А.С. Термоэлектретные свойства технического кремния, полученного восьмикратной переплавкой на солнечной печи // Альтернативная энергетика и экология. 2010. №3 (83). С. 22-25.
4. Саидов А.С., Лейдерман А.Ю. Маншуров Ш.Т. Альтернативная энергетика и экология. 2011. № 5. 27-33с.
