アモルファスシリコンとは何ですか？

アモルファスシリコンはシリコンの形であり、地球上で2番目に豊富に存在する自然要素です。ただし、シリコンとは異なります。これは、通常のガラスと同じように結晶化され、無秩序であるという点で異なります。つまり、化学構造の原子の一部が結合に抵抗することを意味します。 これらのいわゆる「ダングリング」結合は、材料の固有の特性、つまり、自然に発生する欠陥の量を指すより高い欠陥密度を与えます。しばしば a-si と略されるこの物質は、依然として結晶シリコンよりもいくつかの利点を提供します。たとえば、シリコンよりも均質な方法で、非常に低い温度で広い領域に適用でき、ガラス、プラスチック、金属に接着することができます。

アモルファスシリコンを太陽電池などの特定の材料に薄膜として適用する前に、材料をより大きな安定性と耐久性を提供するために水素化を経る必要があります。これは、ダングリング結合が「不動態化」を受ける必要があることを意味します。これは、シリコン細胞の各層の順序付けられていない結合が原子水素で飽和し、透明な導体の層とそれぞれ酸化ティンとアルミニウムの金属バッキングの間に圧力をかけているプロセスです。この変更により、材料がどのように堆積するかという点でより大きな柔軟性が可能になり、電圧特性をより強化することができます。その結果、アモルファスシリコンは、ポケット計算機や時計など、さまざまな低電圧デバイスを作成するために使用される薄膜プロセスで使用できます。

結晶性シリコンよりもアモルファスシリコン薄膜を利用するもう1つの利点は、前者が最大40倍の太陽放射を吸収することです。その場合、非常にtだけですHinフィルムコーティングは、直射日光の90％以上を吸収するために必要です。実際、コーティングは0.000 039 37インチ、または厚さが1マイクロメートルである必要があります。これを視野に入れるために、人間の髪の単一の鎖の厚さは100倍大きくなります。この属性は、薄膜技術でアモルファスシリコンを使用することの費用対効果に追加されます。

太陽電池用途でアモルファスシリコンを使用する唯一の欠点は、Staebler-Ronski効果として知られているものです。完全に理解されていない理由により、材料の細胞は、自然の日光に最初の暴露後、電圧出力を最大20％減少させる傾向があります。ただし、材料は1〜2か月後に電気出力の安定性に達します。