Τι είναι το άμορφο πυρίτιο;

Το άμορφο πυρίτιο είναι η μορφή πυριτίου, το δεύτερο πιο άφθονα φυσικό στοιχείο στη γη.Ωστόσο, διαφέρει από το πυρίτιο στο ότι είναι μη κρυσταλλωμένο και διαταραγμένο με τον ίδιο τρόπο που είναι το συνηθισμένο γυαλί, πράγμα που σημαίνει ότι μερικά από τα άτομα στη χημική δομή του αντιστέκονται στη συγκόλληση.Αυτοί οι λεγόμενοι δεσμοί "κρέμονται" επηρεάζουν τις εγγενείς ιδιότητες του υλικού, δηλαδή την υψηλότερη πυκνότητα ελαττωμάτων, η οποία αναφέρεται στην ποσότητα των φυσικών ατελειών.Αυτή η ουσία, συχνά συντομεύεται με το a-si , εξακολουθεί να προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα έναντι κρυσταλλικού πυρίτιο που καθιστά προτιμότερο τη χρήση στην κατασκευή λεπτών φιλμ για την επικάλυψη μιας ποικιλίας ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, ιδιαίτερα των φωτοβολταϊκών (PV).Για παράδειγμα, μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλες περιοχές με πιο ομοιογενές τρόπο από το πυρίτιο και σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, επιτρέποντάς του να τηρήσει το γυαλί, το πλαστικό και τα μέταλλα., όπως τα ηλιακά κύτταρα, πρέπει να περάσει από την υδρογόνωση για να δανείσει το υλικό μεγαλύτερη σταθερότητα και ανθεκτικότητα.Αυτό σημαίνει ότι οι δεσμοί που κυματίζουν πρέπει να υποβληθούν σε «παθητικοποίηση», μια διαδικασία στην οποία οι μη ταξινομημένοι δεσμοί σε κάθε στρώμα κυττάρων πυριτίου είναι κορεσμένα με ατομικό υδρογόνο ενώ υπό πίεση μεταξύ στρώσεων διαφανούς αγωγού και μεταλλικού στήριγμα, συνήθως οξείδιο και αλουμίνιο, αντίστοιχα.Αυτή η τροποποίηση επιτρέπει μεγαλύτερη ευελιξία όσον αφορά τον τρόπο με τον οποίο μπορεί να κατατεθεί το υλικό, καθώς και να προσφέρει μεγαλύτερο έλεγχο στις ιδιότητες τάσης του.Ως αποτέλεσμα, το άμορφο πυρίτιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διεργασίες λεπτού φιλμ που χρησιμοποιούνται για να δημιουργηθεί μια ποικιλία συσκευών χαμηλής τάσης, όπως αριθμομηχανές τσέπης και ρολόγια.

Ένα άλλο πλεονέκτημα της χρήσης άμορφου λεπτού μεμβράνης πυριτίου πάνω από κρυσταλλικό πυρίτιο είναι ότι ο πρώτος απορροφά έως και 40 φορές περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία.Αυτό συμβαίνει, μόνο μια πολύ λεπτή επίστρωση φιλμ είναι απαραίτητη για να απορροφηθεί 90 τοις εκατό ή περισσότερο του άμεσου ηλιακού φωτός.Στην πραγματικότητα, η επικάλυψη πρέπει να είναι μόνο 0.000 039 37 ίντσες, ή ένα μικρόμετρο σε πάχος.Για να το θέσουμε σε προοπτική, ένα μόνο σκέλος ανθρώπινης τρίχας έχει πάχος 100 φορές μεγαλύτερο.Αυτό το χαρακτηριστικό προσθέτει στην αποτελεσματικότητα του κόστους της χρήσης άμορφου πυριτίου σε τεχνολογίες λεπτού φιλμ.

Το μόνο μειονέκτημα για τη χρήση άμορφου πυριτίου σε εφαρμογές ηλιακών κυττάρων είναι κάτι γνωστό ως το φαινόμενο Staebler-Wronski.Για λόγους που δεν κατανοούνται πλήρως, τα κύτταρα στο υλικό τείνουν να μειώνουν την παραγωγή τάσης κατά 20 % μετά την αρχική έκθεση στο φυσικό ηλιακό φως.Ωστόσο, το υλικό φτάνει σε ένα σημείο σταθερότητας ηλεκτρικής εξόδου μετά από ένα έως δύο μήνες.