Hvordan sort silicium, et værdsat materiale brugt i solceller, får sin mørke, ru kant

Sort silicium er en form for silicium, der er blevet behandlet for at skabe en ru, struktureret overflade. Denne overflade er meget lysabsorberende, og som følge heraf bruges sort silicium ofte i solceller for at øge deres effektivitet.

Processen med at skabe sort silicium begynder med en ren siliciumwafer. Waferen ætses derefter med en kemisk opløsning, som skaber bittesmå gruber og porer i overfladen. Disse gruber og porer spreder lys og forhindrer det i at blive reflekteret væk fra waferen. I stedet bliver lyset absorberet af silicium, hvor det kan omdannes til elektricitet.

Ud over dets anvendelse i solceller, bruges sort silicium også i en række andre applikationer, herunder:

* Fotodetektorer: Sort silicium kan bruges til at skabe fotodetektorer, som er enheder, der konverterer lys til et elektrisk signal.

* Lysemitterende dioder (LED'er): Sort silicium kan bruges til at skabe LED'er, som er enheder, der udsender lys, når en elektrisk strøm ledes gennem dem.

* Optiske filtre: Sort silicium kan bruges til at skabe optiske filtre, som er enheder, der selektivt transmitterer eller reflekterer lys.

Her er en mere detaljeret forklaring på processen med at skabe sort silicium:

1. Rens siliciumwaferen. Det første trin er at rense siliciumwaferen for at fjerne eventuelle forurenende stoffer. Dette kan gøres ved hjælp af en række forskellige metoder, såsom:

* Kemisk rengøring: Waferen dyppes i en kemisk opløsning, der fjerner eventuelle organiske forurenende stoffer.

* Plasmarensning: Waferen udsættes for et plasma, som er en varm, ioniseret gas, der fjerner eventuelle uorganiske forurenende stoffer.

2. Æts siliciumwaferen. Det næste trin er at ætse siliciumwaferen for at skabe de små huller og porer. Dette kan gøres ved hjælp af en række forskellige ætsemidler, såsom:

* Flussyre (HF): HF er en stærk syre, der selektivt ætser silicium.

* Kaliumhydroxid (KOH): KOH er en stærk base, der ætser silicium isotropisk, hvilket betyder, at den skaber gruber og porer, der er jævnt fordelt over overfladen.

3. Skyl siliciumwaferen. Efter ætsning skylles waferen grundigt for at fjerne eventuelle resterende ætsemiddel.

4. Tør siliciumwaferen. Waferen tørres derefter under anvendelse af en strøm af nitrogengas.

Den resulterende sorte siliciumwafer har en ru, tekstureret overflade, der er meget lysabsorberende. Denne overflade kan bruges til at skabe solceller, fotodetektorer, LED'er og optiske filtre.