什么是非晶硅？(amorphous silicon?)
无定形硅是硅的形式，是地球上第二丰富的自然元素。然而，它与硅的不同之处在于，它与普通玻璃一样是非结晶和无序的，这意味着其化学结构中的一些原子抵制结合。这些所谓的 "悬空 "键影响了材料的固有特性，即赋予它更高的缺陷密度，这是指自然发生的不完美的数量。这种物质，通常缩写为a-Si，仍然具有比晶体硅更多的优势，使其更适合用于制造薄膜，为各种电子元件，特别是光伏（PV）系统进行涂层。例如，它可以以比硅更均匀的方式和在非常低的温度下应用于大面积，使其能够粘附在玻璃、塑料和金属上。
在非晶硅可以作为薄膜应用于某些材料，如太阳能电池之前，它必须经过氢化处理，以使材料更加稳定和耐用。这意味着悬空的键必须经历 "钝化"，在这个过程中，每层硅电池中的无序键在透明导体和金属衬底（通常是氧化锡和铝）层之间的压力下被原子氢所饱和。这种修改允许在如何沉积材料方面有更大的灵活性，以及对其电压特性提供更多的控制。因此，非晶硅可用于制造各种低电压设备的薄膜工艺，如袖珍计算器和手表。
与晶体硅相比，利用非晶硅薄膜的另一个优势是，前者吸收的太阳辐射量高达40倍。既然如此，只需要一个非常薄的薄膜涂层就可以吸收90%或更多的直接阳光。事实上，涂层只需要0.000 039 37英寸，或1微米的厚度。从这个角度来看，一缕人类头发的厚度要大100倍。这一特性增加了在薄膜技术中使用非晶硅的成本效益。
在太阳能电池应用中使用非晶硅的唯一缺点是所谓的Staebler-Wronski效应。由于尚未完全理解的原因，该材料中的电池在最初暴露于自然阳光下后，电压输出往往会下降20%。然而，这种材料在一到两个月后确实达到了电输出的稳定点。
- 发表于 2022-02-09 20:37
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- 分类：科学
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