Vad är tunnfilmkisel?

tunnfilm kisel är en form av kisel som vanligtvis används i utformningen av fotovoltaiska celler som används i tekniker såsom solenergi generatorer och fotodetektorer. Det är ett mycket tunt skikt av kisel som antingen är amorft, vilket innebär att det inte har någon kristallin struktur eller har en av flera kristallina strukturer med speciella egenskaper. Tunnfilm kisel skiljer sig från bulk eller skivkisel, som är gjord av monokristallint eller polykristallint kisel.

Tunnfilmssilikon är en halvledare och är användbar i fotovoltaiska celler på grund av hur det påverkas av ljus på kvantnivån. När fotoner av ljus slår kiselet och absorberas, orsakar detta elektroner i kiselet att öka i energinivå och stiger från deras vanliga position i det tätt packade valensenergibandet till det mycket sparsare ledningsenergibandet där de kan röra sig mycket mer fritt. Samtidigt skapar frånvaron av den negativt laddade elektronen i valensbandet en positiv laddningsbilRier kallade ett elektronhål på sin plats, som kan röra sig genom valensbandet när på varandra följande elektroner flyttar för att fylla hålet och så skapa en ny i deras tidigare position. Denna rörelse av laddningsbärare genom halvledaren producerar en elektrisk ström som kan användas som en energikälla eller ge signaler till detekteringsutrustning.

tunnfilmkisel kan ha en av flera former. Amorf kisel har ingen kristallin struktur, vilket innebär att det inte finns någon långsiktig ordning eller mönster i arrangemanget av kiselatomerna. Nanokristallint, ibland kallat mikrokristallint, kisel har små kristallina korn omgiven och separerade av amorf kisel. Protokristallint kisel är kisel i en mellanfas av processen för kristallbildning i amorft kisel. Svart kisel är en form av kisel med en yta täckt av mikroskopiska monokristallina nålar, en strukture som ökar ljusabsorptionen. Olika former av tunna filmkisel är effektiva för att fånga olika våglängder av ljus, så tunna filmceller innehåller ofta lager av mer än en typ för att absorbera så mycket solljus som möjligt.

tunnfilm kisel används främst inom solenergiindustrin på grund av Silicons egenskaper som halvledare. Tunnfilmceller har ett antal fördelar jämfört med bulkkiselceller, inklusive lägre materialkostnader och mindre storlek, även om detta kan komma till kostnaden för effektivitet i lägre kraftomvandling. Den lägre storleken och vikten av tunnfilmceller gör det också mer lämpligt för applikationer såsom fotovoltaiska celler integrerade i byggnader och laddningssystem för fordon. Tunnfilm kisel används också i detekteringsutrustning, såsom termografiska kameror och nattsynsglasögon.