Cos'è il silicio a film sottile?

Il silicio a film sottile è una forma di silicio comunemente utilizzato nella progettazione di celle fotovoltaiche utilizzate in tecnologie come generatori di energia solare e fotodettori.È uno strato molto sottile di silicio che è amorfo, il che significa che non ha una struttura cristallina o ha una delle diverse strutture cristalline con proprietà speciali.Il silicio a film sottile si distingue dal silicio di massa o wafer, che è realizzato in silicio monocristallino o policristallino. Il silicio a film sottile è un semiconduttore ed è utile nelle cellule fotovoltaiche a causa del modo in cui è influenzato dalla luce a livello quantico.Quando i fotoni di luce colpiscono il silicio e vengono assorbiti, questo fa sì che gli elettroni nel silicio aumentino del livello di energia, aumentando dalla loro solita posizione nella banda di energia di valenza densamente imballata alla banda di energia di conduzione molto più scarsa dove possono muoversi molto più liberamente.Allo stesso tempo, l'assenza dell'elettrone caricato negativamente nella banda di valenza crea un vettore di carica positivo chiamato un buco elettronico al suo posto, che può muoversi attraverso la banda di valenza mentre gli elettroni successivi si muovono per riempire il buco e quindi crearne uno nuovonella loro precedente posizione.Questo movimento dei portatori di carica attraverso il semiconduttore produce una corrente elettrica che può essere utilizzata come fonte di energia o fornisce segnali alle apparecchiature di rilevamento. Il silicio a film sottile può avere una delle diverse forme.Il silicio amorfo non ha una struttura cristallina, il che significa che non esiste un ordine o un modello a lungo raggio nella disposizione degli atomi di silicio.Il silicio nanocristallino, a volte chiamato microcristallino, ha piccoli grani cristallini circondati e separati da silicio amorfo.Il silicio protocristallino è il silicio in una fase intermedia del processo di formazione di cristalli nel silicio amorfo.Il silicio nero è una forma di silicio con una superficie coperta di aghi monocristallini microscopici, una struttura che aumenta l'assorbimento della luce.Diverse forme di silicio a film sottile sono efficaci nel catturare diverse lunghezze d'onda della luce, quindi le celle solari a film sottile spesso incorporano strati di più di un tipo per assorbire la maggior parte della luce solare possibile.

Il silicio a film sottile è usato principalmente nel solareIndustria energetica dovuta alle proprietà di siliconi come semiconduttore.Le celle a film sottile presentano una serie di vantaggi rispetto alle celle solari al silicio sfuso, compresi costi di materiale più bassi e dimensioni più basse, sebbene ciò possa avere un costo di efficienze di conversione di potenza inferiori.La dimensione inferiore e il peso delle celle a film sottile lo rendono anche più adatto per applicazioni come le celle fotovoltaiche integrate negli edifici e nei sistemi di ricarica per i veicoli.Il silicio a film sottile viene utilizzato anche in apparecchiature di rilevamento, come telecamere termografiche e occhiali per la visione notturna.