Plonasluoksnis silicis yra tam tikra silicio forma, dažniausiai naudojama fotovoltinių elementų, naudojamų tokiose technologijose kaip saulės energijos generatoriai ir fotodetektoriai, projektavimui. Tai labai plonas silicio sluoksnis, kuris yra arba amorfinis, ty neturi kristalinės struktūros, arba turi vieną iš kelių kristalinių struktūrų, turinčių ypatingų savybių. Plonasluoksnis silicis skiriasi nuo tūrinio arba plokštelinio silicio, kuris yra pagamintas iš monokristalinio arba polikristalinio silicio.
Plonosios plėvelės silicis yra puslaidininkis ir yra naudingas fotovoltiniuose elementuose, nes jį veikia šviesa kvantiniame lygmenyje. Kai šviesos fotonai atsitrenkia į silicį ir yra sugeriami, silicyje esančių elektronų energijos lygis didėja, pakyla iš įprastos padėties tankiai supakuotoje valentinės energijos juostoje į daug retesnę laidumo energijos juostą, kur jie gali judėti daug laisviau. Tuo pačiu metu, kai valentinėje juostoje nėra neigiamai įkrauto elektrono, jo vietoje susidaro teigiamo krūvio nešiklis, vadinamas elektronų skyle, kuris gali judėti per valentinę juostą, kai vienas po kito einantys elektronai užpildo skylę ir sukuria naują. buvusiose pareigose. Šis krūvininkų judėjimas per puslaidininkį sukuria elektros srovę, kurią galima naudoti kaip energijos šaltinį arba teikti signalus aptikimo įrangai.
Plonasluoksnis silicis gali būti vienos iš kelių formų. Amorfinis silicis neturi kristalinės struktūros, o tai reiškia, kad silicio atomų išdėstyme nėra ilgo nuotolio tvarkos ar modelio. Nanokristalinis, kartais vadinamas mikrokristaliniu, silicis turi mažus kristalinius grūdelius, apsuptus ir atskirtus amorfiniu siliciu. Protokristalinis silicis yra silicis, esantis tarpinėje kristalų susidarymo amorfiniame silicyje fazėje. Juodasis silicis – tai tam tikra silicio forma, kurios paviršius padengtas mikroskopinėmis monokristalinėmis adatomis, kurios struktūra padidina šviesos sugertį. Įvairių formų plonasluoksnis silicis efektyviai sugauna įvairaus ilgio šviesos bangas, todėl plonasluoksniai saulės elementai dažnai apima daugiau nei vieno tipo sluoksnius, kad sugertų kuo daugiau saulės šviesos.
Plonasluoksnis silicis pirmiausia naudojamas saulės energijos pramonėje dėl silicio, kaip puslaidininkio, savybių. Plonos plėvelės elementai turi daug pranašumų, palyginti su masiniais silicio saulės elementais, įskaitant mažesnes medžiagų sąnaudas ir mažesnį dydį, tačiau tai gali kainuoti dėl mažesnio energijos konvertavimo efektyvumo. Dėl mažesnio plonasluoksnių elementų dydžio ir svorio jie taip pat labiau tinka naudoti, pavyzdžiui, į pastatus integruoti fotovoltiniai elementai ir transporto priemonių įkrovimo sistemos. Plonasluoksnis silicis taip pat naudojamas aptikimo įrangoje, pavyzdžiui, termografinėse kamerose ir naktinio matymo akiniuose.