¿Qué es el silicio amorfo?
El silicio amorfo es una forma de silicio, el segundo elemento natural más abundante en la Tierra. Sin embargo, difiere del silicio, ya que no está credestilizado y desordenado de la misma manera que el vidrio ordinario es, lo que significa que algunos de los átomos en su estructura química resisten la unión. Estos llamados enlaces "colgantes" afectan las propiedades inherentes del material, a saber, dándole una mayor densidad de defectos, que se refiere a la cantidad de imperfecciones naturales. Esta sustancia, a menudo abreviada a a-Si , todavía ofrece varias ventajas sobre silicio cristalino que lo hace preferible para su uso en la fabricación de películas delgadas para recubrir una variedad de componentes electrónicos, particularmente sistemas fotovoltaicos (PV). Por ejemplo, se puede aplicar a grandes áreas de manera más homogénea que el silicio y a temperaturas muy bajas, lo que permite que se adhiera al vidrio, el plástico y los metales.
Antes de que el silicio amorfo se pueda aplicar como una película delgada para ciertos materiales, como las células solares, tiene que pasar por la hidrogenación para prestar al material mayor estabilidad y durabilidad. Esto significa que los enlaces colgantes deben sufrir "pasivación", un proceso en el que los enlaces no ordenados en cada capa de células de silicio están saturados con hidrógeno atómico mientras están bajo presión entre capas de conductor transparente y un respaldo de metal, generalmente óxido de estaño y aluminio, respectivamente. Esta modificación permite una mayor flexibilidad en términos de cómo se puede depositar el material, así como ofrecer más control sobre sus propiedades de voltaje. Como resultado, el silicio amorfo se puede usar en procesos de películas delgadas empleados para hacer una variedad de dispositivos de bajo voltaje, como calculadoras de bolsillo y relojes.
Otra ventaja de utilizar la película delgada de silicio amorfo sobre el silicio cristalino es que el primero absorbe hasta 40 veces más radiación solar. Ese es el caso, solo una muy tEl recubrimiento de película HIN es necesario para absorber el 90 por ciento o más de la luz solar directa. De hecho, el recubrimiento solo tiene que ser de 0.000 039 37 pulgadas, o un micrómetro de espesor. Para poner esto en perspectiva, un solo hilo de cabello humano tiene un grosor 100 veces mayor. Este atributo se suma a la rentabilidad del uso de silicio amorfo en tecnologías de película delgada.
El único inconveniente del uso de silicio amorfo en aplicaciones de células solares es algo conocido como el efecto Staebler-Wronski. Por razones que no se entienden completamente, las células en el material tienden a disminuir la producción de voltaje hasta en un 20 por ciento después de la exposición inicial a la luz solar natural. Sin embargo, el material alcanza un punto de estabilidad de salida eléctrica después de uno o dos meses.