薄膜硅是一种硅,通常用于太阳能发电和光电探测器等技术中的光伏电池的设计。它是一层非常薄的硅,要么是非晶的,也就是说它没有晶体结构,或者是具有特殊性质的几种晶体结构中的一种。薄膜硅区别于大块硅或硅片硅,它是由单晶...
薄膜硅是一种硅,通常用于太阳能发电和光电探测器等技术中的光伏电池的设计。它是一层非常薄的硅,要么是非晶的,也就是说它没有晶体结构,或者是具有特殊性质的几种晶体结构中的一种。薄膜硅区别于大块硅或硅片硅,它是由单晶硅或多晶硅制成的。

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薄膜硅是一种半导体,在光伏电池中很有用,因为它在量子水平上受光的影响。当光子击中硅时被吸收后,硅中的电子能级增加,从通常的密集价能带上升到更稀疏的传导能带,在那里它们可以更自由地运动,价带中没有带负电荷的电子,就产生了一个带正电荷的载流子,称为电子空穴,当连续的电子移动到充满空穴的位置时,它可以穿过价带,从而在其原来的位置产生一个新的价带。电荷载流子通过半导体的这种移动产生电流,可以用作能源或向探测设备提供信号。
薄膜硅可以有多种形式之一。非晶硅没有晶体结构,这意味着硅原子的排列没有长程的顺序或模式。纳米晶,有时称为微晶,硅具有被非晶硅包围和分离的小晶粒,原晶硅是非晶硅晶体形成过程中的中间相硅黑硅是硅的一种形式,表面覆盖着微小的单晶硅针状物,这种结构增加了光的吸收。不同形式的薄膜硅能有效地捕捉不同波长的光,因此,薄膜太阳能电池通常包含多个类型的层,以尽可能地吸收太阳光。
由于硅作为半导体的特性,薄膜硅主要用于太阳能发电行业。薄膜电池比大块硅太阳能电池具有许多优点,包括较低的材料成本和较小的体积尺寸,但这可能以较低的功率转换效率为代价。薄膜电池的较小尺寸和重量也使其更适合应用,例如集成到建筑物中的光伏电池和车辆充电系统。薄膜硅也用于检测设备,比如热像照相机和夜视镜。