Τι είναι το πυρίτιο λεπτού υδατογράφου;

Το πυρίτιο λεπτού φιλμ είναι μια μορφή πυριτίου που χρησιμοποιείται συνήθως στο σχεδιασμό φωτοβολταϊκών κυττάρων που χρησιμοποιούνται σε τεχνολογίες όπως γεννήτριες ηλιακής ενέργειας και φωτοανιχνευτές.Πρόκειται για ένα πολύ λεπτό στρώμα πυριτίου που είναι είτε άμορφο, που σημαίνει ότι δεν έχει κρυσταλλική δομή, είτε έχει μία από τις πολλές κρυσταλλικές δομές με ειδικές ιδιότητες.Το πυρίτιο λεπτού φιλμ διακρίνεται από το πυρίτιο χύδην ή το πυρίτιο, το οποίο είναι κατασκευασμένο από μονοκρυσταλλικό ή πολυκρυσταλλικό πυρίτιο. Το πυριτίο λεπτής ταινίας είναι ημιαγωγός και είναι χρήσιμο σε φωτοβολταϊκά κύτταρα λόγω του τρόπου που επηρεάζεται από το φως στο κβαντικό επίπεδο.Όταν τα φωτόνια φωτός χτυπήσουν το πυρίτιο και απορροφώνται, αυτό προκαλεί τα ηλεκτρόνια στο πυρίτιο να αυξήσουν το επίπεδο ενέργειας, αυξάνοντας από τη συνήθη θέση τους στη ζώνη ενεργειακής ζώνης πυκνότητας σθένους με την πολύ πιο αραιά ζώνη ενέργειας αγωγιμότητας όπου μπορούν να κινηθούν πολύ πιο ελεύθερα.Ταυτόχρονα, η απουσία του αρνητικού φορτισμένου ηλεκτρονίου στη ζώνη σθένους δημιουργεί έναν θετικό φορέα φορτίου που ονομάζεται μια οπή ηλεκτρονίων στη θέση του, η οποία μπορεί να μετακινηθεί μέσω της ζώνης σθένους ως διαδοχικά ηλεκτρόνια κινούνται για να γεμίσουν την τρύπα και έτσι να δημιουργήσουν ένα νέοστην προηγούμενη θέση τους.Αυτή η κίνηση των φορέων φορτίου μέσω του ημιαγωγού παράγει ένα ηλεκτρικό ρεύμα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενέργειας ή να παρέχει σήματα στον εξοπλισμό ανίχνευσης.Το άμορφο πυρίτιο δεν έχει κρυσταλλική δομή, που σημαίνει ότι δεν υπάρχει σειρά ή πρότυπο μεγάλης εμβέλειας στη διάταξη των ατόμων πυριτίου.Νανοκρυσταλλικό, μερικές φορές ονομάζεται μικροκρυσταλλικό, το πυρίτιο έχει μικρούς κρυσταλλικούς κόκκους που περιβάλλεται και διαχωρίζεται από άμορφο πυρίτιο.Το πρωτόκρυσταλλικό πυρίτιο είναι πυρίτιο σε μια ενδιάμεση φάση της διαδικασίας σχηματισμού κρυστάλλων σε άμορφο πυρίτιο.Το μαύρο πυρίτιο είναι μια μορφή πυριτίου με επιφάνεια που καλύπτεται από μικροσκοπικές μονοκρυσταλλικές βελόνες, μια δομή που αυξάνει την απορρόφηση φωτός.Διαφορετικές μορφές πυριτίου λεπτού υδατογράφου είναι αποτελεσματικές για την αλίευση διαφορετικών μήκους κύματος φωτός, έτσι τα ηλιακά κύτταρα λεπτού υδατογράφου ενσωματώνουν συχνά στρώματα περισσότερων από ένα τύπου για να απορροφήσουν όσο το δυνατόν περισσότερο φως του ήλιου.Η βιομηχανία ενέργειας λόγω των ιδιοτήτων πυριτίου ως ημιαγωγού.Τα κύτταρα λεπτού υδατογράφου έχουν πολλά πλεονεκτήματα έναντι των ηλιακών κυττάρων πυριτίου χύδην, συμπεριλαμβανομένου του χαμηλότερου κόστους υλικού και του μικρότερου μεγέθους, αν και αυτό μπορεί να έρθει με το κόστος της χαμηλότερης μετατροπής ισχύος.Το χαμηλότερο μέγεθος και το βάρος των κυττάρων λεπτών υδατών καθιστά επίσης πιο κατάλληλο για εφαρμογές όπως τα φωτοβολταϊκά κύτταρα ενσωματωμένα σε κτίρια και συστήματα φόρτισης για οχήματα.Το πυρίτιο λεπτού φιλμ χρησιμοποιείται επίσης σε εξοπλισμό ανίχνευσης, όπως θερμογραφικές κάμερες και γυαλιά νυχτερινής όρασης.