Welcher Vergleich der Eigenschaften von wasserstoffhaltigem amorphem Silizium (a-Si:H) und kristallinem Silizium ist richtig?

Lösung: B. Es absorbiert sichtbares Licht stärker als der Kristall, sodass Schichten von höchstens 1 µm genügen, doch die Elektronenbeweglichkeit ist 2 bis 3 Größenordnungen kleiner

Kristallines Silizium ist ein indirekter Halbleiter und absorbiert die längeren Wellenlängen des sichtbaren Lichts nur schwach; Solarzellen verwenden daher gewöhnlich Substrate mit einer Dicke von 100 µm oder mehr. In a-Si:H fehlt die langreichweitige Periodizität, sodass die Bedingung der Impulserhaltung beim Übergang gelockert ist; der Absorptionskoeffizient für sichtbares Licht ist daher größer als im Kristall, und eine Schicht von höchstens 1 µm Dicke kann das Licht absorbieren. Andererseits werden Ladungsträger in Bandausläuferzuständen eingefangen, die das ungeordnete Netzwerk erzeugt; die Elektronenbeweglichkeit beträgt daher etwa 1–10 cm²/(V·s) und ist damit 2 bis 3 Größenordnungen kleiner als die von kristallinem Silizium mit ca. 1400 cm²/(V·s). Für schnelle Logikschaltungen ist es deshalb ungeeignet; da es sich aber bei ca. 300 °C großflächig abscheiden lässt, wird es für die Pixel-TFTs von Flüssigkristallanzeigen und für Dünnschichtsolarzellen verwendet. Mit einer Bandlücke von ca. 1,7 eV absorbiert es sichtbares Licht gut und kann keine transparente Elektrode sein.