Wat is amorf silicium?

Amorf silicium is vorm van silicium, de tweede meest overvloedig voorkomende natuurlijke element op aarde. Echter, verschilt van silicium, dat het niet gekristalliseerd en ongeordende op dezelfde manier gewoon glas is, waardoor sommige van de atomen in de chemische structuur weerstaan ​​binding. Deze zogenaamde "dangling" bindingen beïnvloeden de inherente eigenschappen van het materiaal, namelijk waardoor het een hogere defectdichtheid, die verwijst naar de hoeveelheid van natuurlijk voorkomende onvolkomenheden. Deze stof, vaak afgekort tot a-Si, heeft nog een aantal voordelen boven kristallijn silicium dat het de voorkeur voor gebruik in de productie dunne films voor het bekleden van een scala aan elektronische componenten, met name fotovoltaïsche (PV) systemen maakt. Zo kan het worden toegepast om grote gebieden op een meer homogene wijze dan silicium en bij zeer lage temperaturen, waardoor het hechten aan glas, kunststof en metalen.

Voordat amorf silicium kan worden toegepast als een dunne film op bepaalde materialen, zoals zonnecellen, het moet door hydrogenering om het materiaal meer stabiliteit en duurzaamheid geven. Dit betekent dat de bungelende bindingen moet ondergaan "passivering" een proces waarin het ongeordende bindingen in elke laag van silicium cellen verzadigd met atomair waterstof terwijl onder druk tussen lagen van transparante geleider en een metalen rug, gewoonlijk tinoxide en aluminium resp . Deze wijziging zorgt voor meer flexibiliteit in termen van hoe het materiaal kan worden afgezet, evenals het aanbieden van meer controle over de spanning eigenschappen. Hierdoor kan amorf silicium worden gebruikt in dunne film werkwijzen toegepast om een ​​verscheidenheid van laagspannings-apparaten, zoals rekenmachines en horloges.

Een ander voordeel van het gebruik van amorf silicium dunne film op kristallijn silicium is dat de eerste absorbeert tot 40 maal meer zonnestraling. Als dat het geval is, slechts een zeer dunne film coating moet 90 procent of meer van direct zonlicht absorberen. In feite is de bekleding slechts 0,000 039 37 inch, of één micrometer in dikte. Om dit in perspectief te zetten, een enkele streng van menselijk haar heeft een dikte van 100 keer groter. Deze eigenschap draagt ​​bij aan de kosteneffectiviteit van het gebruik amorf silicium dunne filmtechnologie.

Het enige nadeel van amorf silicium zonnecel toepassingen iets zogenaamde Staebler-Wronski effect. Om redenen die niet volledig begrepen, de cellen in het materiaal vaak uitgangsspanning verlagen tot 20 procent na de eerste blootstelling aan natuurlijk zonlicht. Echter, het materiaal doet een punt bereiken van elektrisch vermogen stabiliteit na een tot twee maanden.

  • Voordat amorf silicium kan worden toegepast als een dunne film op bepaalde materialen, zoals zonnecellen, het moet door hydrogenering.