什么是非晶硅(Amorphous Silicon)？

非晶硅是硅的一種形式，是地球上第二大豐度的自然元素，但它與硅的不同之處在于它不像普通玻璃那樣不結晶和無序，這意味著化學結構中的一些原子會抵抗鍵合。這些所謂的“懸空”鍵會影響材料的固有特性，即使其具有更高的缺陷...

非晶硅是硅的一種形式，是地球上第二大豐度的自然元素，但它與硅的不同之處在于它不像普通玻璃那樣不結晶和無序，這意味著化學結構中的一些原子會抵抗鍵合。這些所謂的“懸空”鍵會影響材料的固有特性，即使其具有更高的缺陷密度，即自然產生的缺陷數量。這種物質通常縮寫為a-Si，仍然具有一些優點在晶體硅上，使其更適合用于制造各種電子元件，特別是光伏（PV）系統的薄膜。例如，它可以比硅更均勻的方式在非常低的溫度下應用于大面積，使其能夠粘附在玻璃、塑料上，在非晶硅作為薄膜應用于某些材料（如太陽能電池）之前，它必須經過氫化在非晶硅作為薄膜應用于某些材料（如太陽能電池）之前，它必須經過氫化，以使材料具有更大的穩定性和耐久性。這意味著懸掛的鍵必須經過“鈍化”，在透明導體層和金屬襯底（通常是氧化錫和鋁）之間的壓力下，每層硅電池中無序的鍵被氫原子飽和的過程這種改進使得材料的沉積方式更加靈活，同時對其電壓特性也提供了更多的控制。因此，非晶硅可用于制造各種低壓設備的薄膜工藝，如袖珍計算器和手表利用非晶硅薄膜的另一個優點是，非晶硅薄膜吸收的太陽輻射高達晶體硅的40倍，在這種情況下，只有非常薄的薄膜涂層才能吸收90%的太陽輻射或者更多的陽光直射。事實上，涂層厚度只需0.000 039 37英寸，或1微米。從長遠來看，一根人類頭發的厚度是原來的100倍。這一特性增加了在薄膜技術中使用非晶硅的成本效益在太陽能電池應用中使用非晶硅的唯一缺點就是所謂的斯塔布勒-弗朗斯基效應，這種材料中的電池在最初暴露在自然光下后，其輸出電壓往往會降低20%，然而，這種材料在一到兩個月后確實達到了電輸出穩定的程度

發表于 2020-08-22 05:11
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分類：科學教育

什么是非晶硅(Amorphous Silicon)？

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