Vad är amorft kisel?
amorft kisel är form av kisel, det näst mest rikligt förekommande naturliga elementet på jorden. Det skiljer sig emellertid från kisel genom att det är icke-kristalliserat och störd på samma sätt som vanligt glas är, vilket innebär att vissa av atomerna i dess kemiska struktur motstår bindning. Dessa så kallade "dinglande" bindningar påverkar materialets inneboende egenskaper, nämligen att ge det en högre defektdensitet, som hänvisar till mängden naturligt förekommande brister. Detta ämne, ofta förkortat till a-si , erbjuder fortfarande flera fördelar jämfört med kristallint kisel som gör det att föredra för användning vid tillverkning av tunna filmer för beläggning av en mängd elektroniska komponenter, särskilt fotovoltaiska system (PV). Till exempel kan det appliceras på stora områden på ett mer homogent sätt än kisel och vid mycket låga temperaturer, vilket gör att det kan hålla sig till glas, plast och metaller.
Innan amorft kisel kan appliceras som en tunn film på vissa material, såsom solceller, måste den genomgå hydrering för att ge materialet större stabilitet och hållbarhet. Detta innebär att de dinglande bindningarna måste genomgå "passivering", en process där de oordnade bindningarna i varje skikt av kiselceller är mättade med atomväte under tryck mellan skikt av transparent ledare och en metallstöd, vanligtvis tennoxid respektive aluminium. Denna modifiering möjliggör större flexibilitet när det gäller hur materialet kan deponeras, liksom att erbjuda mer kontroll över dess spänningsegenskaper. Som ett resultat kan amorf kisel användas i tunna filmprocesser som används för att göra en mängd olika lågspänningsanordningar, såsom fickkalkylatorer och klockor.
En annan fördel med att använda amorf kisel tunnfilm över kristallint kisel är att den förra absorberar upp till 40 gånger mer solstrålning. Så är fallet, bara en mycket tHin -filmbeläggning är nödvändig för att absorbera 90 procent eller mer av direkt solljus. Faktum är att beläggningen endast är 0,000 039 37 tum, eller en mikrometer i tjocklek. För att sätta detta i perspektiv har en enda sträng av mänskligt hår en tjocklek 100 gånger större. Detta attribut bidrar till kostnadseffektiviteten av att använda amorft kisel i tunnfilmteknologier.
Den enda nackdelen med att använda amorft kisel i solcellsapplikationer är något känt som Staebler-Wronski-effekten. Av skäl som inte helt förstås tenderar cellerna i materialet att minska spänningsutgången med upp till 20 procent efter den första exponeringen för naturligt solljus. Materialet når emellertid en punkt med elektrisk utgångsstabilitet efter en till två månader.