¿Es factible fabricar silicio monocristalino en casa?

Estás confundiendo dos procesos completamente diferentes y separados. El Czochralski requiere silicio de alta pureza como material de entrada, y el monocristal se cultiva utilizando esa materia prima.

De hecho, incluso sin dopaje, el silicio monocristalino que sale del proceso de Czochralski es significativamente menos puro que el silicio policristalino de entrada debido a la incorporación de oxígeno del crisol de cuarzo.

No quiero decirte que no es posible refinar el silicio a una pureza de varios nueves o cultivar silicio monocristalino en casa … sería muy muy difícil. El crecimiento de CZ requiere hornos muy avanzados para incluso comenzar a tirar de una bola (temperatura extremadamente alta, materiales de horno / crisol de pureza extremadamente alta, consumo de energía extremadamente alto, consumo de argón extremadamente alto), y mucho menos lograr realmente la monocristalina, que requiere un control muy fino sobre el velocidad de extracción, conocimiento de la velocidad de rotación exacta y cámaras / vistas in situ para saber cuándo su semilla ha tocado la superficie. Honestamente, simplemente no va a suceder fuera de un entorno industrial con cientos de miles de dólares para gastar.

Puede refinar el silicio a purezas razonablemente altas (probablemente 99.999) usando el procesamiento húmedo de polvo con reactivos hiperpuros comprados, pero solo en cantidades muy pequeñas, y el polvo de silicio fino es un problema serio para volver a fundir en CUALQUIER horno. Puede intentar refinar la zona de silicio, pero una vez más: temperatura extremadamente alta, materiales de crisol / horno de pureza extremadamente alta, consumo de energía extremadamente alto, consumo de gas inerte extremadamente alto. Me imagino un proceso Bridgman horizontal en un horno de tubo de cuarzo con varias zonas de calentamiento, suponiendo que tenga un control muy preciso sobre su perfil térmico: podría purificar su silicio de la mayoría de las impurezas metálicas, etc. pero desafortunadamente no podría purificarlo. de oxígeno y boro, que son una combinación mortal para la fabricación del dispositivo (se necesita un control de dopante muy fino) o para usos solares (nuevamente control de dopante, así como degradación inducida por la luz).

Podría continuar, pero te dejaré a otras preguntas específicas si tienes alguna.

TL; DR No.

Oh chico. mis sueños