O que é silício de película fina?
O silício de película fina é uma forma de silício comumente usada no projeto de células fotovoltaicas usadas em tecnologias como geradores de energia solar e fotodetectores. É uma camada muito fina de silício amorfa, o que significa que não possui estrutura cristalina ou possui uma das várias estruturas cristalinas com propriedades especiais. O silício de película fina é diferenciado do silício a granel ou de bolacha, feito de silício monocristalino ou policristalino.
O silício de película fina é um semicondutor e é útil em células fotovoltaicas devido à maneira como é afetado pela luz no nível quântico. Quando os fótons de luz atingem o silício e são absorvidos, isso faz com que os elétrons no silício aumentem em nível de energia, subindo de sua posição usual na faixa de energia de valência densamente compactada até a faixa de energia de condução muito mais esparsa, onde eles podem se mover muito mais livremente. Ao mesmo tempo, a ausência do elétron carregado negativamente na banda de valência cria um transportador de carga positivo chamado buraco de elétron em seu lugar, que pode se mover através da banda de valência à medida que elétrons sucessivos se movem para preencher o buraco e, assim, criar um novo. na posição anterior. Esse movimento de portadores de carga através do semicondutor produz uma corrente elétrica que pode ser usada como fonte de energia ou fornecer sinais para o equipamento de detecção.
O silício de película fina pode ter uma de várias formas. O silício amorfo não possui estrutura cristalina, o que significa que não há ordem ou padrão de longo alcance no arranjo dos átomos de silício. Nanocristalino, às vezes chamado microcristalino, o silício possui pequenos grãos cristalinos cercados e separados por silício amorfo. O silício protocristalino é o silício em uma fase intermediária do processo de formação de cristais em silício amorfo. O silício preto é uma forma de silício com uma superfície coberta por agulhas monocristalinas microscópicas, uma estrutura que aumenta a absorção de luz. Diferentes formas de silício de película fina são eficazes para captar diferentes comprimentos de onda da luz; portanto, as células solares de película fina geralmente incorporam camadas de mais de um tipo para absorver o máximo de luz solar possível.
O silício de película fina é usado principalmente na indústria de energia solar devido às propriedades do silício como semicondutor. As células de filme fino têm várias vantagens sobre as células solares de silício a granel, incluindo custos mais baixos de material e tamanho menor, embora isso possa custar menos eficiência de conversão de energia. O menor tamanho e peso das células de filme fino também o torna mais adequado para aplicações como células fotovoltaicas integradas em edifícios e sistemas de carregamento de veículos. O silício de película fina também é usado em equipamentos de detecção, como câmeras termográficas e óculos de visão noturna.