¿Qué es el silicio de película delgada?
El silicio de película delgada es una forma de silicio comúnmente utilizada en el diseño de células fotovoltaicas utilizadas en tecnologías como generadores de energía solar y fotodetectores. Es una capa muy delgada de silicio que es amorfa, lo que significa que no tiene estructura cristalina o tiene una de varias estructuras cristalinas con propiedades especiales. El silicio de película delgada se distingue del silicio a granel o oblea, que está hecho de silicio monocristalino o policristalino.
El silicio de película delgada es un semiconductor y es útil en las células fotovoltaicas debido a la forma en que se ve afectada por la luz en el nivel cuántico. Cuando los fotones de luz golpean el silicio y se absorben, esto hace que los electrones en el silicio aumenten en el nivel de energía, aumentando de su posición habitual en la banda de energía de valencia densamente empaquetada a la banda de energía de conducción mucho más dispersa donde pueden moverse mucho más libremente. Al mismo tiempo, la ausencia del electrón cargado negativamente en la banda de valencia crea un auto de carga positivoRier llamó a un agujero de electrones en su lugar, que puede moverse a través de la banda de valencia a medida que los electrones sucesivos se mueven para llenar el agujero y, por lo tanto, crear uno nuevo en su posición anterior. Este movimiento de portadores de carga a través del semiconductor produce una corriente eléctrica que puede usarse como fuente de energía o proporcionar señales a los equipos de detección.
El silicio de película delgada puede tener una de varias formas. El silicio amorfo no tiene una estructura cristalina, lo que significa que no hay orden o patrón de largo alcance en la disposición de los átomos de silicio. Nanocristalino, a veces llamado microcristalino, el silicio tiene pequeños granos cristalinos rodeados y separados por silicio amorfo. El silicio protocristalino es silicio en una fase intermedia del proceso de formación de cristales en el silicio amorfo. El silicio negro es una forma de silicio con una superficie cubierta de agujas monocristalinas microscópicas, una estructuraE que aumenta la absorción de la luz. Diferentes formas de silicio de película delgada son efectivas para atrapar diferentes longitudes de onda de luz, por lo que las células solares de película delgada a menudo incorporan capas de más de un tipo para absorber la mayor cantidad de luz solar posible.
El silicio de película delgada se usa principalmente en la industria de la energía solar debido a las propiedades de Silicon como semiconductor. Las células de película delgada tienen una serie de ventajas sobre las células solares de silicio a granel, incluidos los costos de materiales más bajos y el tamaño más pequeño, aunque esto puede tener costo de una menor eficiencia de conversión de energía. El tamaño y el peso más bajos de las células de película delgada también lo hacen más adecuado para aplicaciones como células fotovoltaicas integradas en edificios y sistemas de carga para vehículos. El silicio de película delgada también se usa en equipos de detección, como cámaras termográficas y gafas de visión nocturna.