Нанокристаллический кремний - Nanocrystalline silicon - Wikipedia

Основная статья: Кремниевая тонкопленочная ячейка
Нанопорошок кремния

Нанокристаллический кремний (nc-Si), иногда также известный как микрокристаллический кремний (мкк-Si), является формой пористый кремний.[1] Это аллотропный форма кремний с паракристаллический структура - похожа на аморфный кремний (a-Si), поскольку он имеет аморфный фаза. Однако они отличаются тем, что nc-Si имеет небольшие зерна кристаллического кремния в аморфной фазе. Это в отличие от поликристаллический кремний (поли-Si), который состоит исключительно из зерен кристаллического кремния, разделенных границами зерен. Разница заключается исключительно в размере кристаллических зерен. Большинство материалов с размером зерен в микрометровом диапазоне на самом деле являются мелкозернистым поликремнием, поэтому лучше использовать термин нанокристаллический кремний. Термин «нанокристаллический кремний» относится к ряду материалов вокруг переходной области от аморфной к микрокристаллической фазе в тонкой пленке кремния. Объемная доля кристаллов (измеренная от Рамановская спектроскопия ) - еще один критерий для описания материалов в этой переходной зоне.

nc-Si имеет много полезных преимуществ перед a-Si, одно из которых состоит в том, что при правильном выращивании он может иметь более высокую подвижность электронов, благодаря наличию кремния кристаллиты. Он также показывает повышенное поглощение в красном и инфракрасный длины волн, что делает его важным материалом для использования в a-Si солнечные батареи. Однако одним из наиболее важных преимуществ нанокристаллического кремния является то, что он имеет повышенную стабильность по сравнению с a-Si, одной из причин которого является его более низкая водород концентрация. 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 изготавливать, поскольку он может быть нанесен с использованием обычных методов низкотемпературного осаждения a-Si, таких как PECVD, в отличие от лазер отжиг или высокотемпературные процессы CVD в случае поли-Si.[2]

Использует

Основное применение этого нового материала - кремний. тонкопленочные солнечные элементы. Поскольку у nc-Si примерно такой же запрещенная зона в качестве кристаллический кремний, что составляет ~ 1,12 эВ, его можно объединить в тонких слоях с a-Si, создавая слоистую многопереходную ячейку, называемую тандемная ячейка. Верхняя ячейка в a-Si поглощает видимый свет и оставляет инфракрасный часть спектра для нижней ячейки в нанокристаллическом Si.

Несколько компаний находятся на пороге коммерциализации силиконовых чернил на основе нанокристаллического кремния или других кремниевых соединений. В полупроводник промышленность также изучает потенциал нанокристаллического кремния, особенно в области памяти.

Тонкопленочный кремний

Кремний нанокристаллический и мелкозернистый. поликристаллический кремний считаются тонкопленочный кремний.[3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Технические статьи[постоянная мертвая ссылка ]
  2. ^ Гупта, Сушмита (2006). Понимание нанонауки и технологий. Global Vision Publishing Ho.
  3. ^ Поликристаллическая тонкая пленка

внешняя ссылка