อะมอร์ฟัสซิลิคอนคืออะไร?

อะมอร์ฟัสซิลิคอนเป็นรูปแบบของซิลิคอนซึ่งเป็นองค์ประกอบทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นอย่างมากมายเป็นอันดับสองของโลก อย่างไรก็ตามมันแตกต่างจากซิลิกอนโดยที่มันไม่ได้ตกผลึกและไม่เป็นระเบียบในแบบเดียวกับที่กระจกธรรมดาคือหมายความว่าอะตอมบางส่วนในโครงสร้างทางเคมีของมันจะต้านทานการยึดเกาะ พันธะที่เรียกว่า "ห้อยต่องแต่ง" เหล่านี้ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติโดยธรรมชาติของวัสดุกล่าวคือทำให้มีความหนาแน่นของข้อบกพร่องสูงกว่าซึ่งหมายถึงปริมาณของความไม่สมบูรณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ สารนี้มักจะย่อมา จาก a-Si ยังคงมีข้อดีหลายประการเกี่ยวกับผลึกซิลิคอนซึ่งทำให้เป็นที่นิยมสำหรับใช้ในการผลิตฟิล์มบางสำหรับการเคลือบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่หลากหลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) ยกตัวอย่างเช่นมันสามารถนำไปใช้กับพื้นที่ขนาดใหญ่ในลักษณะที่เป็นเนื้อเดียวกันมากกว่าซิลิกอนและที่อุณหภูมิต่ำมากทำให้มันยึดติดกับแก้วพลาสติกและโลหะ

ก่อนที่ซิลิคอนอะมอร์ฟัสจะถูกนำไปใช้เป็นแผ่นฟิล์มบาง ๆ กับวัสดุบางชนิดเช่นเซลล์แสงอาทิตย์มันจะต้องผ่านกระบวนการไฮโดรจีเนชันเพื่อให้วัสดุมีความเสถียรและความทนทานมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าพันธะห้อยต่องแต่งต้องผ่านกระบวนการ "พาสทรู" ซึ่งเป็นกระบวนการที่พันธะไร้การเรียงตัวในแต่ละชั้นของเซลล์ซิลิกอนจะอิ่มตัวด้วยไฮโดรเจนอะตอมในขณะที่อยู่ภายใต้แรงกดดันระหว่างเลเยอร์ตัวนำโปร่งใสและแกนรองรับโลหะ . การปรับเปลี่ยนนี้ช่วยให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นในแง่ของวิธีการตกค้างของวัสดุรวมถึงการควบคุมคุณสมบัติแรงดันไฟฟ้าได้มากขึ้น เป็นผลให้ซิลิคอนอสัณฐานสามารถใช้ในกระบวนการฟิล์มบางที่ใช้ในการสร้างอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าต่ำเช่นเครื่องคิดเลขพกพาและนาฬิกา

ข้อดีอีกอย่างของการใช้ฟิล์มบางของอะมอร์ฟัสซิลิคอนกับผลึกซิลิคอนคือฟิล์มดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ได้มากขึ้นถึง 40 เท่า ในกรณีนี้จำเป็นต้องมีการเคลือบฟิล์มบาง ๆ เพื่อดูดซับแสงแดดโดยตรง 90% หรือมากกว่า ในความเป็นจริงการเคลือบจะต้องมีความหนา 0.000 039 37 นิ้วหรือความหนาหนึ่งไมโครเมตร เส้นผมของมนุษย์เพียงเส้นเดียวมีความหนามากกว่า 100 เท่า คุณลักษณะนี้ช่วยเพิ่มความคุ้มค่าของการใช้อะมอร์ฟัสซิลิคอนในเทคโนโลยีฟิล์มบาง

ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวของการใช้อะมอร์ฟัสซิลิคอนในการใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์เป็นสิ่งที่เรียกว่าเอฟเฟกต์ Staebler-Wronski ด้วยเหตุผลที่ไม่เข้าใจอย่างสมบูรณ์เซลล์ในวัสดุมีแนวโน้มที่จะลดแรงดันเอาท์พุทได้ถึง 20 เปอร์เซ็นต์หลังจากการสัมผัสกับแสงแดดธรรมชาติครั้งแรก อย่างไรก็ตามวัสดุถึงจุดที่มีความเสถียรทางไฟฟ้าหลังจากหนึ่งถึงสองเดือน