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非晶硅的优缺点

字号:T|T2014-10-13 16:06:42 来源:金投能源 编辑:xuyurong

金投能源网为您提供新能源百科知识分析,本文介绍了非晶硅的优缺点。非晶硅是一种直接能带半导体,它的结构内部有许多所谓的“悬键”,也就是没有和周围的硅原子成键的电子。

非晶硅是一种直接能带半导体,它的结构内部有许多所谓的“悬键”,也就是没有和周围的硅原子成键的电子,这些电子在电场作用下就可以产生电流,并不需要声子的帮助,因而非晶硅可以做得很薄,还有制作成本低的优点。

非晶硅的优点

可以自由裁剪,因而可以充分利用合成的产品,不像晶体硅不能自由裁剪,制作成器件时材料磨下好多碎末,浪费很大;它的制作过程是气相沉积(1976,Spear法)——化氢热分解,分解时可以根据需要掺杂,如掺入磷化氢或硼化氢,由于是气相沉积,制作工艺条件容易进行自动化控制;它还可以制成很薄很薄的薄膜,而晶体硅却至少要达到几百微米的厚度。这是由于晶体硅是一种间接能带半导体,单靠光子并不能把电子激发到导带中去产生电流,而要靠所谓声子的帮助,这种所谓的声子来源于晶格振动,晶体做得太薄,产生的声子就太少,光电转化率就太低。

非晶硅的致命缺点

一是寿命短,在光的不断照射下会发生所谓Staebler-Wronski效应,光电转化效率会下降到原来的25%,这本质上正是非晶硅中有太多的以悬键为代表的缺陷,致使结构不稳定;

二是它的光电转化效率远比晶体硅低。现今市场上的晶体硅的光电转化效率为12%,最近面世的晶体硅的光电转化效率已经提高到18%,在实验室里,甚至可以达到29%(对比:绿色植物的叶绿体的光电转化效率小于1%!),然而非晶硅的光电转化效率一直没有超过10%。

标签: 环保 新能源
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