am损受触选亲冷至句充orphous sil盟慢马苏icon α-Si 又称无定形硅。单质硅的来自一种形态。棕黑色或灰社固脱老距顺斯环手黑色的微晶体。硅不具有完整的金刚石晶胞，纯度不高。熔点、密度和硬度也明显低于晶体360百科硅。

• 中文名 非晶硅
• 缺    点 寿命短
• 性    质 活泼
• 优    点 可以自由裁剪

简介

　　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"，也就选阳是没有和周围的硅原子成键的电子，这些电子在电场作用求望音友感示则走员下就可以产生电流，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。

　　在70年代确实有过制备非晶硅的沸沸扬扬的高潮。事实上，非晶硅光电池已经广为使用，例如许多太阳能计位算器、太阳能手表、园林路灯和汽车太阳能顶罩等就是用非晶硅作为光电池的基本材料的。但是目前市场上最大量使用的太阳能电池(特别是屋顶太阳能电池)仍然是晶体硅光电池而不是非晶硅光电池。

优缺点

　　非晶硅的优点

　　可以自由裁剪，因密电在笑雷系乡说陆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来自制;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。这是由于晶体硅培急衣世输长轴位游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，晶体革困然干画任害领做得太薄，产生的声子就太少，光电转化率就太低。

　　非晶硅的致命限护北钱左提帮缺点

　　一是寿命短，在光的不断照射下会发生360百科所谓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本以悬键为代表的缺陷台另推角说植，致使结构不稳定;

　　二是它的光电转化效率远比晶混单脱任经造效画占眼子体硅低。现今市场上的晶企强千火绝袁同风指细体硅的光电转化效率为12%，最近面世的晶体硅的随衣南晶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%。

性质

　　化学性质比晶体硅活泼。可由活泼金属(如钠、钾等)在加热下还原四氯化硅，或用碳等还原剂还原二氧化硅制得。结构特征为短程有序而长程无序的α-硅。纯α-硅因缺陷密度高而无法使用。采用辉光放电气相沉积法就得含氢的非晶硅薄膜，氢在其中补偿悬挂链，并进行掺杂和制作pn结。非晶硅在太阳辐射峰附近的光吸收系数比晶体硅大一个数量级。禁带宽度1.7~1.8eV，而迁移率和少子寿命远比晶体硅低。现已工业应用，主要热川差时丰界祖展互特米用于提炼纯硅，制造太阳电池、薄膜晶体管、复印鼓、光电传感器等。

双结非晶硅太阳能电池板

作用

　　非晶硅的用途很多，可以制成非晶硅场效应晶体管;用于液晶显示器件、集成式a-Si倒相器、集成式图象传感器、以及双稳态多谐振荡器等来自器件中作为非线性器件360百科;利用非晶硅膜可以制成各种光敏、位敏、力敏、热敏等传感器;利用非晶硅膜制做静电复印感九哥振列包真光膜，不仅复印速率会大大提高，而且图象清晰，使用寿命长;等等。目前非晶硅的应用正在日新月异地发展着比乡乎海展弱去践，可以相信，在不久的将来，还会有更多的新器件产阳班文听鲜行委载扬们生。

制备

　　由非晶态合金的制备知道，要获得非晶态，需要有高的冷却速率，而对冷却速率的具体要求随材料而定。硅要求有极高的冷却速率香小合脸调义训眼，用液态快速淬火的方法目前还无法得到非晶态。近年来，发展了许多种气相淀积非晶态硅膜的技术，其中包括真空蒸发、辉光放电、溅射及化学气相淀积等方法。一般所用的主要原料是单硅烷(SiH4)、二硅烷(Si2H6)、四氟化硅(SiF4)等，纯度要求很高热思结。非晶硅膜的结构和性质与制孔庆磁客备工艺的关系非常密切，目前认为以辉光放电法制备的非晶硅膜质量最好，设备也并不复杂。以下简介辉光放电法。

发展

　　非晶态半导体

　湖接兴察振　目前研究得最多，实用价值最大的非晶态半导体主要有两类:即非晶态硅和硫属半导体。特别是非晶态硅，在理论上和应用方面的研究都非常活跃标号怎冷所主按爱子。

　　晶态硅

　　晶态硅自50年代以来，已研制成功名目繁多、功能各异的各种固态电子器件和灵巧的集成电路。非晶硅(a-Si∶H)是一种新兴的半导体薄膜材料，它作为一种新能源材料和电子信息新材料，自70年代问世以来，取得了迅猛发展。非晶硅太阳能电池是目前非晶硅材料应用最广泛的领域，也是太阳械编利能电池的理想材料，光电转换效率已达到13%，这种太阳能电池将成为无污染的特殊能源。1988年全世界各类脱端成议准司指赵医声太阳能电池的总产量35.2兆瓦，其中非晶硅太阳能电池为13.9兆瓦，居首位，占总产量的40%左右。与晶态硅太阳能电池相比，它具有制层办迅眼育布备工艺相对简单，原材料消耗少，价格比较便宜等优点。

　　非晶硅太阳能电池

　燃源翻　作为太阳能材料尽管是一种很好的电池材料，但由于其光学带隙为1.7eV, 使挥广临径内商衣效管米得材料本身对太阳辐射光互缺待谱的长波区域不敏感，这样一来就限制了非晶硅太阳见采没异挥利操能电池的转换效率。此盾子外，其光电效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退S一W效应，使得电池性能不稳定。解决这些问题的这径就是制备叠取层太阳能电池，叠层太阳能电池是由在制备的p、i、n层单结太阳能电池上再沉积一个或多个P-i-n子电池制得的。叠层太阳能电池提高转换效率、解决单结电池不稳定性的关键问题在于:①它把不同禁带宽度的材科组台在一起，提高了光谱的响应范围;②顶电池的i层较薄，光照产生的电场强度变化不大，保证i层中的光生载流子抽出;③底电池产生的载流子约为单电池的一半，光致衰退效应减小;④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。

　　最近的一则报道说，在美国密执根的联合太阳能系统公司刚刚发明了一种"三结"非晶硅光电池，可以同时接受蓝、绿和红/红外辐射，光电转化效率达到12.1%.由于非晶硅的成本低，1990年用光电转化效率只有4~6%的非晶硅太阳能电池，就把一架飞机飞行400km从美国西海岸加里福尼亚圣地亚哥飞到东海岸北卡罗林那州的凯提堆克.这说明非晶体硅的前途仍然是光明的，只要克服寿命短和效率欠佳的缺点，将来还是会占据相当大的市场份额的.专家认为，非晶硅对光的吸收性，比晶硅强约500倍，只要在玻璃等基板上形成厚度约1微米左右的非晶硅薄膜，就可以把光的能量有效吸收。非晶硅薄膜电池比晶体硅电池薄100倍，这些薄膜可附着在廉价的基片介体如玻璃、活性塑料或不锈钢等之上，变化极为多样。单以建材功能而言，不仅可节省大量材料成本，也可制作大面积、专供建筑使用的透明玻璃光电砖。由于国际市场"硅"原料的普遍短缺，非晶硅光电薄膜产业的研发成长，在转换效率上，已逐渐追上多晶硅太阳能电池，发电成本仅为后者的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业的增长速度，将比多晶硅太阳能产业更为快速，非晶硅薄膜技术将是今后太阳能电池的市场主流，有望在2010年在光伏材料市场上与晶硅平分秋色。