Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Нанокристалл кремний (nc Si), кейде микрокристалл кремний (μc Si) деп те аталады, кеуекті кремнийдің бір түрі. Бұл кремнийдің аллотроптық түрі, паракристалдық құрылымы аморфты кремнийге (a Si) ұқсас, себебі ол аморфты фазаға ие. Алайда, екеуінің арасындағы айырмашылық – nc Si аморфты фазада кішкентай кристалды кремний түйіршіктерін қамтиды. Бұл поликристалды кремнийге (poly Si) қарсы келеді, ол тек кристалды кремний түйіршіктерінен тұрады және түйіршік шекараларымен бөлінген. Айырмашылық тек кристалды түйіршіктердің мөлшерімен анықталады. Микрометр диапазонындағы түйіршіктері бар көптеген материалдар іс жүзінде ұсақ түйіршікті поликремний болып табылады, сондықтан нанокристалл кремний – дұрыс атау. Нанокристалл кремний термині кремнийдің жұқа пленкасында аморфтыдан микрокристалл фазасына өту аймағындағы материалдардың спектрін білдіреді. Кристалдық көлемдік үлесі (Раман спектроскопиясымен өлшенген) осы өтпелі аймақтағы материалдарды сипаттау үшін тағы бір өлшем болып табылады. nc Si, a Si-ге қарағанда көптеген артықшылықтарға ие, олардың бірі – дұрыс өсірілген жағдайда кремний кристаллиттерінің болуына байланысты жоғары электронды жылдамдыққа қол жеткізе алады. Сондай-ақ, ол қызыл және инфрақызыл толқын ұзындықтарында сіңірудің жоғарылауын көрсетеді, бұл оны Si күн батареяларында қолдану үшін маңызды материал етеді. Дегенмен, нанокристалл кремнийдің ең маңызды артықшылығы – a Si-ге қарағанда жоғары тұрақтылыққа ие болуы, бұл оның төмен сутегі концентрациясымен байланысты. Қазіргі уақытта ол poly Si-дің жылдамдығына жете алмаса да, poly Si-ді өндіруге қарағанда оны өндіру оңай, себебі оны лазерлік пісіру немесе жоғары температуралы CVD процестерінің орнына PECVD сияқты дәстүрлі төмен температуралы a Si шоғырландыру техникаларын қолдана отырып жасауға болады.
Nanocrystalline silicon (nc Si), sometimes also known as microcrystalline silicon (μc Si), is a form of porous silicon. It is an allotropic form of silicon with paracrystalline structure—is similar to amorphous silicon (a Si), in that it has an amorphous phase. Where they differ, however, is that nc Si has small grains of crystalline silicon within the amorphous phase. This is in contrast to polycrystalline silicon (poly Si) which consists solely of crystalline silicon grains, separated by grain boundaries. The difference comes solely from the grain size of the crystalline grains. Most materials with grains in the micrometre range are actually fine grained polysilicon, so nanocrystalline silicon is a better term. The term Nanocrystalline silicon refers to a range of materials around the transition region from amorphous to microcrystalline phase in the silicon thin film. The crystalline volume fraction (as measured from Raman spectroscopy) is another criterion to describe the materials in this transition zone. nc Si has many useful advantages over a Si, one being that if grown properly it can have a higher electron mobility, due to the presence of the silicon crystallites. It also shows increased absorption in the red and infrared wavelengths, which make it an important material for use in a Si solar cells. One of the most important advantages of nanocrystalline silicon, however, is that it has increased stability over a Si, one of the reasons being because of its lower hydrogen concentration. Although it currently cannot attain the mobility that poly Si can, it has the advantage over poly Si that it is easier to fabricate, as it can be deposited using conventional low temperature a Si deposition techniques, such as PECVD, as opposed to laser annealing or high temperature CVD processes, in the case of poly Si.
Қолданылуы
Бұл жаңа материалдың негізгі қолданысы кремнийден жасалған жұқа пленкалық күн батареялары саласында. nc Si кристалдық кремнийге шамамен тең (~1.12 эВ) энергиялық саңылауға ие болғандықтан, оны Si-мен жұқа қабаттарда үйлестіруге болады, нәтижесінде тандемдік жасуша деп аталатын қабатталған, көп түйіспелі жасуша пайда болады. Si-дің үстіңгі жасушасы көрінетін жарықты сіңіріп алып, ал спектрдің инфрақызыл бөлігін нанокристалды кремнийден жасалған төменгі жасушаға жеткізеді. Бірнеше компания нанокристалды кремний немесе басқа кремний қосылыстарына негізделген кремний бояуларын өндіріске енгізуге дайын тұр. Жартылай өткізгіш өнеркәсібі де нанокристалды кремнийдің мүмкіндіктерін, әсіресе жад саласында зерттеп жатыр.
The main application of this novel material is in the field of silicon thin film solar cells. As nc Si has about the same bandgap as crystalline silicon, which is ~1.12 eV, it can be combined in thin layers with a Si, creating a layered, multi junction cell called a tandem cell. The top cell in a Si absorbs the visible light and leaves the infrared part of the spectrum for the bottom cell in nanocrystalline Si. A few companies are on the verge of commercializing silicon inks based on nanocrystalline silicon or on other silicon compounds. The semiconductor industry is also investigating the potential for nanocrystalline silicon, especially in the memory area.
Ұсақ қабатты кремний
Нанокристалды кремний және ұсақ түйірлі поликристалды кремний жұқа пленкалы кремний саналады.
Nanocrystalline silicon and small grained polycrystalline silicon are considered thin film silicon.