Aprenda sobre el silicio negro y sus aplicaciones
El origen del nombre silicio negro es que, visto por el ojo humano, el color es negro. Debido a la microestructura de la superficie, el silicio negro puede absorber casi el 100% de la luz incidente y se refleja muy poca luz, por lo que parece negro al ojo humano.
Las propiedades ópticas y semiconductoras únicas de los materiales de silicio negro han aportado una amplia gama de aplicaciones a los sensores fotoeléctricos (fotodetectores, cámaras termográficas, etc.), como cámaras de poca luz que funcionan en las bandas duales visibles e infrarrojas cercanas. aportando grandes beneficios a aplicaciones civiles y militares. Ven a muchas comodidades.
Una de las propiedades más atractivas del silicio negro es su reflectividad bastante baja y su capacidad de absorción de gran ángulo en un amplio rango espectral. La reflectividad del silicio negro suele alcanzar menos del 10%, lo que resulta muy útil para nanoconos o nanocables. La estructura especial de la relación de diámetros puede reducir aún más la reflectividad promedio a menos del 3% optimizando los parámetros del proceso.
Con el desarrollo de la tecnología de procesamiento fino del silicio, la microestructura del silicio negro se ha desarrollado desde la primera estructura de nanocono procesada con láser de femtosegundo hasta estructuras piramidales, huecas, de nanocables y compuestas.
Después de años de exploración, se han establecido varios sistemas de procesamiento para los métodos de procesamiento del silicio negro. Los métodos comúnmente utilizados incluyen el método con láser de femtosegundo, el método de grabado electroquímico, el método de grabado con iones reactivos, el método ácido, el método alcalino, el método de grabado asistido por metal, etc. Cada método de procesamiento tiene una morfología de microestructura diferente y propiedades ópticas disponibles.
Al mismo tiempo, la definición de silicio negro se ha ido ampliando gradualmente. Ya no se limita al silicio microestructurado procesado con láser de femtosegundo, y el color no se limita al negro. Siempre que tenga una capacidad obvia para atrapar la luz, se le puede llamar silicio microestructurado. Es material de silicona negro.
Al controlar el tamaño estructural característico del silicio poroso multicapa, los investigadores controlan artificialmente los cambios en su índice de refracción. La superficie de silicio tiene diferentes efectos de absorción para diferentes luces y, en última instancia, aparecen diferentes colores ante los ojos humanos. Esta solución técnica se puede aplicar a un detector de cuatro cuadrantes, de modo que cada cuadrante exhiba diferentes características de respuesta espectral.
Como material nuevo, el silicio negro tiene muchas propiedades excelentes y se ha utilizado en muchos campos, como una tasa de absorción de luz y sensibilidad a la luz extremadamente altas, que puede usarse como capa absorbente de fotodetectores; el uso de las propiedades antirreflectantes y las características de gran angular del silicio negro, como la absorción, puede mejorar el rendimiento del dispositivo, como la tasa de respuesta fotoeléctrica y el rango espectral de respuesta; La estructura piramidal del silicio negro tiene excelentes características de emisión de campo, por lo que puede utilizarse como material de emisión de campo. El silicio negro también tiene excelentes propiedades de fotoemisión. Por sus propiedades luminiscentes, puede utilizarse como material fotoluminiscente; Utilizando la superficie específica ultra alta del silicio negro, se puede utilizar como adhesivo sólido o estructura de disipación de calor entre materiales de silicio.
En muchas aplicaciones, los materiales de silicio negro han demostrado su gran valor para mejorar la eficiencia fotovoltaica de las células solares industriales de silicio cristalino. Con el desarrollo explosivo de la tecnología de obleas de silicio para corte con hilo de diamante, la capa de daño durante el corte de obleas de silicio se ha reducido considerablemente y también se pueden proporcionar obleas de silicio monocristalinas o policristalinas más delgadas, lo que ha promovido en gran medida el desarrollo vigoroso de la industria fotovoltaica y ha mejorado la rendimiento de los dispositivos. Eficiencia de conversión fotoeléctrica, las células fotovoltaicas necesitan urgentemente tecnología de superficie frontal con baja reflectividad y absorción de gran ángulo y diseño estructural con absorción mejorada. La tecnología de silicio negro muestra un acoplamiento natural en el campo fotovoltaico.