什么是非晶硅(Amorphous Silicon)?

非晶硅是硅的一种形式,是地球上第二大丰度的自然元素,但它与硅的不同之处在于它不像普通玻璃那样不结晶和无序,这意味着化学结构中的一些原子会抵抗键合。这些所谓的“悬空”键会影响材料的固有特性,即使其具有更高的缺陷...
非晶硅是硅的一种形式,是地球上第二大丰度的自然元素,但它与硅的不同之处在于它不像普通玻璃那样不结晶和无序,这意味着化学结构中的一些原子会抵抗键合。这些所谓的“悬空”键会影响材料的固有特性,即使其具有更高的缺陷密度,即自然产生的缺陷数量。这种物质通常缩写为a-Si,仍然具有一些优点在晶体硅上,使其更适合用于制造各种电子元件,特别是光伏(PV)系统的薄膜。例如,它可以比硅更均匀的方式在非常低的温度下应用于大面积,使其能够粘附在玻璃、塑料上,在非晶硅作为薄膜应用于某些材料(如太阳能电池)之前,它必须经过氢化在非晶硅作为薄膜应用于某些材料(如太阳能电池)之前,它必须经过氢化,以使材料具有更大的稳定性和耐久性。这意味着悬挂的键必须经过“钝化”,在透明导体层和金属衬底(通常是氧化锡和铝)之间的压力下,每层硅电池中无序的键被氢原子饱和的过程这种改进使得材料的沉积方式更加灵活,同时对其电压特性也提供了更多的控制。因此,非晶硅可用于制造各种低压设备的薄膜工艺,如袖珍计算器和手表利用非晶硅薄膜的另一个优点是,非晶硅薄膜吸收的太阳辐射高达晶体硅的40倍,在这种情况下,只有非常薄的薄膜涂层才能吸收90%的太阳辐射或者更多的阳光直射。事实上,涂层厚度只需0.000 039 37英寸,或1微米。从长远来看,一根人类头发的厚度是原来的100倍。这一特性增加了在薄膜技术中使用非晶硅的成本效益在太阳能电池应用中使用非晶硅的唯一缺点就是所谓的斯塔布勒-弗朗斯基效应,这种材料中的电池在最初暴露在自然光下后,其输出电压往往会降低20%,然而,这种材料在一到两个月后确实达到了电输出稳定的程度
  • 发表于 2020-08-22 05:11
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  • 分类:科学教育

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