Amorft silicium
Amorft silicium (a-Si) er en ikke-krystallinsk form af det rene halvleder silicium . Udtrykket amorf (= uordnet) henviser til manglen på lang rækkefølge af a-Si. Det er en amorf halvleder .
Struktur, elektroniske og optiske egenskaber
Amorft silicium er en modifikation af elementet; det vil sige, den består af de samme atomer, der er geometrisk sammensat forskelligt. I kort rækkefølge kan det sammenlignes med krystallinsk silicium (c-Si). De længder bond og vinkler afviger mere og mere fra den periodiske struktur af c-Si i langtrækkende orden, så der fra den fjerde bindingslængde fremefter er der ikke længere nogen sammenhæng i afstand og orienteringen af Si-atomer. Dette fører til mange umættede obligationer ( dinglende obligationer ) i silicium. De ikke-parrede elektroner i disse obligationer repræsenterer lokaliserede tilstande i båndgabet, hvilket resulterer i, at Fermi-niveauet er fastgjort i midten af båndgabet. En doping af dette materiale ændrer ikke lederegenskaberne for rent amorft silicium, og der kan således ikke fremstilles halvlederindretninger. Afsætning af silicium på et koldt, ikke-krystallinsk substrat med inkorporering af hydrogen fører til, at disse defekter bliver mættet af hydrogenatomer . Dette skaber hydrogeneret amorft silicium (a-Si: H). De fremstilles normalt ved hjælp af plasmeassisteret kemisk dampaflejring (PECVD) ved temperaturer under 200 ° C. Dette reducerer i høj grad tætheden af defekter og gør doping af amorft silicium i første omgang mulig.
Amorft silicium har en høj absorptionskapacitet af elektromagnetiske bølger i det optiske og næsten infrarøde spektrale område og kan derfor bruges i solceller med særligt tynde lag. De sædvanlige lagtykkelser er ca. en faktor 100 mindre end med krystallinsk silicium. Dette kompenserer for den lave effektivitet på ca. 6 til 8% på grund af manglerne og gør a-Si økonomisk interessant til applikationer i solceller .
Weblinks
- Krystallinsk og amorft silicium inden for solteknologi
- Amorft silicium til solceller ( Memento fra 19. juli 2011 i internetarkivet ) (PDF-fil; 326 kB)
litteratur
- Charles Kittel : Introduktion til solid state fysik . 11. udgave. Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München 1996, ISBN 3-486-23596-6 (Originaltitel: Introduction to Solid State Physics . Oversat af Monika Ziegler).
- Peter Y. Yu, Manuel Cardona : Grundlæggende om halvledere . Fysik og materialegenskaber. Springer, Berlin, Heidelberg 1996, ISBN 3-540-61461-3 .