Co je tenkovrstvý křemík?

křemík z tenkého filmu je forma křemíku běžně používaného při navrhování fotovoltaických buněk používaných v technologiích, jako jsou solární generátory a fotodetektory. Je to velmi tenká vrstva křemíku, která je buď amorfní, což znamená, že nemá žádnou krystalickou strukturu nebo má jednu z několika krystalických struktur se speciálními vlastnostmi. Thin-filmový křemík se odlišuje od hromadného nebo oplatkového křemíku, který je vyroben z monokrystalického nebo polykrystalického křemíku.

Thin-filmový křemík je polovodič a je užitečný ve fotovoltaických buňkách kvůli způsobu, jakým je ovlivněn světlem na kvantové úrovni. Když fotony světla zasáhnou křemík a jsou absorbovány, způsobí to, že se elektrony v křemíku zvyšují v hladině energie a stoupají z jejich obvyklé polohy v hustě zabaleném valenčním energetickém pásmu do mnohem střídnějšího vodivého energetického pásma, kde se mohou pohybovat mnohem volněji. Zároveň absence negativně nabitého elektronu ve valenčním pásmu vytváří pozitivní nabíjecí autoRier na svém místě zavolal elektronovou díru, která se může pohybovat valenčním pásem, když se po sobě následné elektrony pohybují, aby vyplnily díru a vytvořily nový v jejich dřívější poloze. Tento pohyb nosičů náboje prostřednictvím polovodiče vytváří elektrický proud, který lze použít jako zdroj energie nebo poskytovat signály pro detekční zařízení.

křemík z tenkého filmu může mít jednu z několika forem. Amorfní křemík nemá žádnou krystalickou strukturu, což znamená, že v uspořádání atomů křemíku neexistuje žádný dlouhý rozsah nebo vzorec. Nanokrystalin, někdy nazývaný mikrokrystalický, křemík má malé krystalické zrna obklopené a oddělené amorfním křemíkem. Protocrystalický křemík je křemík ve střední fázi procesu tvorby krystalů v amorfním křemíku. Černý křemík je forma křemíku s povrchem pokrytým mikroskopickými monokrystalickými jehly, strukture, který zvyšuje absorpci světla. Různé formy tenkovrstvého křemíku jsou účinné při zachycování různých vlnových délek světla, takže tenkovrstvé solární články často zahrnují vrstvy více než jednoho typu, aby absorbovaly co nejvíce slunečního světla.

křemík z tenkého filmu se používá především v solárním průmyslu kvůli vlastnostem Siliconu jako polovodiče. Thin-filmové buňky mají oproti objemovým křemíkovým solárním článkům řadu výhod, včetně nižších nákladů na materiál a menší velikosti, i když to může přijít za cenu nižší efektivity přeměny energie. Nižší velikost a hmotnost tenkovrstvých buněk je také vhodnější pro aplikace, jako jsou fotovoltaické buňky integrované do budov a nabíjecí systémy pro vozidla. Thin-filmový křemík se také používá v detekčním zařízení, jako jsou termografické kamery a brýle s nočním vizí.