Hva er amorf silisium?
Amorf silisium er form av silisium, det nest mest forekommende naturlige elementet på jorden. Imidlertid skiller det seg fra silisium ved at det er ikke-krystallisert og forstyrret på samme måte som vanlig glass er, noe som betyr at noen av atomene i dens kjemiske struktur motstår binding. Disse såkalte "dinglende" bindinger påvirker materialets iboende egenskaper, nemlig å gi det en høyere defekttetthet, som refererer til mengden naturlig forekommende ufullkommenheter. Dette stoffet, ofte forkortet til a-Si , gir fortsatt flere fordeler fremfor krystallinsk silisium som gjør det foretrukket for bruk ved fremstilling av tynne filmer for belegging av en rekke elektroniske komponenter, spesielt solcelleanlegg (PV). For eksempel kan den brukes på store områder på en mer homogen måte enn silisium og ved veldig lave temperaturer, slik at den fester seg til glass, plast og metaller.
Før amorf silisium kan påføres som en tynn film på visse materialer, for eksempel solceller, må den gjennom hydrogenering for å gi materialet større stabilitet og holdbarhet. Dette betyr at de dinglende bindingene må gjennomgå "passivering", en prosess der de uordnede bindinger i hvert lag av silisiumceller er mettet med atomisk hydrogen mens de er under trykk mellom lag med transparent leder og en metallunderstøtning, vanligvis tinnoksyd og aluminium, henholdsvis . Denne modifiseringen gir større fleksibilitet når det gjelder hvordan materialet kan deponeres, og gir mer kontroll over spenningsegenskapene. Som et resultat kan amorft silisium anvendes i tynnfilmprosesser som brukes til å lage en rekke lavspente anordninger, så som lommeregner og klokker.
En annen fordel med å bruke amorf silisium-tynn film over krystallinsk silisium er at førstnevnte absorberer opptil 40 ganger mer solstråling. Slik er det bare et veldig tynt filmbelegg som er nødvendig for å absorbere 90 prosent eller mer av direkte sollys. Faktisk må belegget bare være 0,000 039 37 tommer, eller ett mikrometer i tykkelse. For å sette dette i perspektiv har en enkelt streng med menneskehår en tykkelse som er 100 ganger større. Denne attributtet gir kostnadseffektiviteten ved bruk av amorf silisium i tynnfilmteknologier.
Den eneste ulempen ved å bruke amorft silisium i solcelleapplikasjoner er noe kjent som Staebler-Wronski-effekten. Av grunner som ikke helt forstås, har cellene i materialet en tendens til å redusere spenningsutgangen med opptil 20 prosent etter den første eksponeringen for naturlig sollys. Imidlertid når materialet et punkt med elektrisk utgangsstabilitet etter en til to måneder.