Нанокристаллический кремний

Основная статья: Кремниевый тонкопленочный элемент

Кремниевый нанопорошок

Нанокристаллический кремний ( nc-Si ), иногда также известный как микрокристаллический кремний ( μc-Si ), представляет собой разновидность пористого кремния . Это аллотропная форма кремния с паракристаллической структурой, похожая на аморфный кремний (a-Si) тем, что имеет аморфную фазу. Однако они отличаются тем, что nc-Si содержит небольшие зерна кристаллического кремния внутри аморфной фазы. В этом отличие от поликристаллического кремния (поли-Si), который состоит исключительно из зерен кристаллического кремния, разделенных границами зерен. Разница заключается исключительно в размере кристаллических зерен. Большинство материалов с зернами микрометрового диапазона на самом деле представляют собой мелкозернистый поликремний, поэтому лучше использовать термин «нанокристаллический кремний». Термин «нанокристаллический кремний» относится к ряду материалов в области перехода от аморфной к микрокристаллической фазе в тонкой пленке кремния. Объемная доля кристаллов (измеренная с помощью рамановской спектроскопии ) является еще одним критерием для описания материалов в этой переходной зоне.

nc-Si имеет много полезных преимуществ перед a-Si, одно из которых заключается в том, что при правильном выращивании он может иметь более высокую подвижность электронов из-за присутствия кристаллитов кремния . Он также демонстрирует повышенное поглощение красного и инфракрасного диапазона волн , что делает его важным материалом для использования в солнечных элементах a-Si . Однако одним из наиболее важных преимуществ нанокристаллического кремния является то, что он имеет повышенную стабильность по сравнению с a-Si, одна из причин которого заключается в более низкой концентрации водорода . Хотя в настоящее время он не может достичь такой подвижности, как поли-Si, он имеет преимущество перед поли-Si, заключающееся в том, что его легче изготовить, поскольку его можно наносить с использованием традиционных методов низкотемпературного осаждения a-Si, таких как PECVD , в отличие от лазерный отжиг или высокотемпературные процессы CVD, в случае поли-Si.

Использование

Основное применение этого нового материала находится в области изготовления кремниевых тонкопленочных солнечных элементов . Поскольку nc-Si имеет примерно такую ​​же ширину запрещенной зоны , что и кристаллический кремний , которая составляет ~1,12 эВ, его можно комбинировать в тонких слоях с a-Si, создавая слоистую многопереходную ячейку, называемую тандемной ячейкой . Верхняя ячейка из a-Si поглощает видимый свет и оставляет инфракрасную часть спектра нижней ячейке из нанокристаллического кремния.

Несколько компаний находятся на грани коммерциализации кремниевых чернил на основе нанокристаллического кремния или других соединений кремния. Полупроводниковая . промышленность также исследует потенциал нанокристаллического кремния, особенно в области памяти

Тонкопленочный кремний

Нанокристаллический кремний и мелкозернистый поликристаллический кремний считаются тонкопленочным кремнием .

См. также

• Аморфный кремний
• Проводящие чернила
• Наночастица
• Печатная электроника
• Протокристаллический
• Сколько вы даете?

Внешние ссылки

• Тонкопленочные кремниевые солнечные элементы .