Cos'è il silicio amorfo?

Il silicio amorfo è la forma di silicio, il secondo elemento naturale che si verifica in modo più abbondante sulla Terra.Tuttavia, differisce dal silicio in quanto non è cristallizzato e disordinato nello stesso modo in cui il vetro normale è, il che significa che alcuni degli atomi nella sua struttura chimica resistono al legame.Questi cosiddetti legami "penzolanti" incidono sulle proprietà intrinseche del materiale, vale a dire dandogli una maggiore densità di difetto, che si riferisce alla quantità di imperfezioni naturali.Questa sostanza, spesso abbreviata a A-Si , offre ancora diversi vantaggi rispetto al silicio cristallino che lo rende preferibile per l'uso nella produzione di film sottili per il rivestimento di una varietà di componenti elettronici, in particolare i sistemi fotovoltaici (PV).Ad esempio, può essere applicato a vaste aree in modo più omogeneo rispetto al silicio e a temperature molto basse, consentendogli di aderire al vetro, alla plastica e ai metalli.

Prima del silicio amorfo può essere applicato come un film sottile a determinati materiali, come le celle solari, deve passare attraverso l'idrogenazione per dare al materiale maggiore stabilità e durata.Ciò significa che i legami penzolanti devono subire "passivi", un processo in cui i legami non ordinati in ogni strato di cellule silicon.Questa modifica consente una maggiore flessibilità in termini di depositazione del materiale, oltre a offrire un maggiore controllo sulle sue proprietà di tensione.Di conseguenza, il silicio amorfo può essere utilizzato nei processi di film sottile impiegati per realizzare una varietà di dispositivi a bassa tensione, come calcolatori tascabili e orologi.

Un altro vantaggio dell'utilizzo del film sottile di silicio amorfo sul silicio cristallino è che il primo assorbe fino a 40 volte più radiazioni solari.Stando così le cose, è necessario solo un rivestimento di film molto sottile per assorbire il 90 percento o più di luce solare diretta.In effetti, il rivestimento deve solo essere 0,000 039 37 pollici o uno spessore di micrometro.Per metterlo in prospettiva, un singolo filo di capelli umani ha uno spessore 100 volte maggiore.Questo attributo aumenta l'efficacia in termini di costi dell'uso di silicio amorfo nelle tecnologie a film sottile.

L'unico inconveniente per l'uso di silicio amorfo nelle applicazioni di cellule solari è qualcosa di noto come l'effetto Staebler-Wronski.Per ragioni non completamente comprese, le cellule del materiale tendono a ridurre la produzione di tensione fino al 20 percento dopo l'esposizione iniziale alla luce solare naturale.Tuttavia, il materiale raggiunge un punto di stabilità di uscita elettrica dopo uno o due mesi.