Hva er Amorphous Silicon?

April 10  by Eliza

Amorf silisium er form av silisium, den nest mest rikelig forekommende naturlig element på jorden. Imidlertid avviker det fra silisium ved at den er ikke-krystallisert og uordnede på samme måte som vanlig glass er, noe som betyr at noen av atomene i sin kjemiske struktur motstå binding. Disse såkalte "dinglende" bindinger påvirke de iboende egenskapene til materialet, nemlig å gi den en høyere feiltetthet, som refererer til mengden av naturlig forekommende uregelmessigheter. Dette stoffet, ofte forkortet til a-Si, gir fortsatt flere fordeler i forhold til krystallinsk silisium som gjør det fordelaktig for bruk i fremstilling av tynne filmer for å belegge en rekke elektroniske komponenter, spesielt fotovoltaiske (PV) systemer. For eksempel kan det brukes til store områder på en mer homogen måte enn silisium, og ved meget lave temperaturer, slik at det holder seg til glass, plast og metaller.

Før amorft silisium kan påføres som en tynn film på visse materialer, slik som solceller, er det å gå gjennom hydrogenering for å låne materialet større stabilitet og holdbarhet. Dette betyr at de hengende bånd må gjennomgå "passivering", en prosess hvor de sorterte bånd i hvert lag av silisium celler er mettet med atomisk hydrogen mens under trykk mellom lag av gjennomsiktig leder og en metall underlag, vanligvis tinn oksid og aluminium, respektivt . Denne endringen åpner for større fleksibilitet i forhold til hvordan materialet kan deponeres, samt å tilby mer kontroll over sine spenningsegenskaper. Som et resultat, kan amorft silisium brukes i tynnfilm prosesser som anvendes for å lage en rekke lavspente enheter, for eksempel lommekalkulatorer og klokker.

En annen fordel ved å benytte amorft silisium tynn film over krystallinsk silisium er at førstnevnte absorberer opp til 40 ganger mer solstråling. At det å være tilfelle, er bare en svært tynn film belegg er nødvendig for å absorbere 90 prosent eller mer av direkte sollys. Faktisk har bare belegget til å være 0,000 039 37 mm, eller en mikrometer i tykkelse. For å sette dette i perspektiv, har et enkelt hårstrå en tykkelse 100 ganger større. Dette attributtet legger til kostnadseffektivitet ved bruk av amorf silisium i tynnfilmteknologier.

Den eneste ulempen med å bruke amorfe silisium i solcelle applikasjoner er noe kjent som Staebler-Wronski effekt. Av grunner som ikke er helt forstått, at cellene i materialet har en tendens til å redusere spenningsutgang med opp til 20 prosent etter innledende eksponering for naturlig sollys. Men gjør materialet nå et punkt av elektrisk utgang stabilitet etter en til to måneder.

  • Før amorft silisium kan påføres som en tynn film på visse materialer, slik som solceller, er det til å gå gjennom hydrogenering.