玻璃與非晶質材料

氫化非晶矽(a-Si:H)與結晶矽性質的比較,正確者為下列何者?

  1. A原子排列無序,因此幾乎不吸收可見光,可取代ITO用於透明電極
  2. B可見光吸收係數比結晶矽大,1 µm以下的膜即可,但電子遷移率小2〜3個數量級
  3. C電子遷移率比結晶矽還要大,因此目前取代結晶矽而被廣泛用於高速微處理器的電晶體之中
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正確答案:B. 可見光吸收係數比結晶矽大,1 µm以下的膜即可,但電子遷移率小2〜3個數量級

結晶矽是間接能隙型半導體,對可見光中波長較長的光吸收弱,因此太陽能電池通常使用厚度100 µm以上的基板。a-Si:H沒有長程週期性,躍遷前後動量守恆的限制放寬,因此可見光的吸收係數比晶體大,厚度1 µm以下的膜就能吸收光。另一方面,載子會被無序網絡形成的能帶尾端能階捕捉,因此電子遷移率約為1〜10 cm²/(V·s),比結晶矽的約1400 cm²/(V·s)小2〜3個數量級。因此不適合高速邏輯電路,而是發揮能在約300℃大面積成膜的優點,用於液晶顯示器畫素的TFT與薄膜太陽能電池。其能隙約1.7 eV,會強烈吸收可見光,不能作為透明電極。

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