Pelajari tentang silikon hitam dan aplikasinya
Asal usul nama silikon hitam adalah jika dilihat oleh mata manusia, warnanya adalah hitam. Karena struktur mikro di permukaannya, silikon hitam dapat menyerap hampir 100% cahaya yang datang, dan sangat sedikit cahaya yang dipantulkan, sehingga tampak hitam di mata manusia.
Sifat optik dan semikonduktor yang unik dari bahan silikon hitam telah membawa berbagai aplikasi pada sensor fotolistrik (fotodetektor, kamera pencitraan termal, dll.), seperti kamera cahaya rendah yang bekerja pada pita ganda tampak dan inframerah dekat, membawa manfaat besar untuk aplikasi sipil dan militer. Datanglah ke banyak kemudahan.
Salah satu sifat paling menarik dari silikon hitam adalah reflektifitasnya yang cukup rendah dan kemampuan penyerapan sudut lebar pada rentang spektral yang luas. Reflektifitas silikon hitam biasanya mencapai kurang dari 10%, yang sangat berguna untuk nanocones atau kawat nano. Struktur khusus rasio diameter selanjutnya dapat mengurangi reflektifitas rata-rata menjadi kurang dari 3% dengan mengoptimalkan parameter proses.
Dengan berkembangnya teknologi pemrosesan halus silikon, struktur mikro silikon hitam telah berkembang dari struktur nanocone paling awal yang diproses oleh laser femtosecond hingga struktur piramida, lubang, kawat nano, dan komposit.
Setelah eksplorasi bertahun-tahun, berbagai sistem pemrosesan telah ditetapkan untuk metode pemrosesan silikon hitam. Metode yang umum digunakan antara lain metode laser femtosecond, metode etsa elektrokimia, metode etsa ion reaktif, metode asam, metode alkali, metode etsa berbantuan logam, dll. Setiap metode pengolahan memiliki morfologi mikrostruktur dan sifat optik yang tersedia berbeda.
Pada saat yang sama, definisi silikon hitam secara bertahap diperluas. Ini tidak lagi terbatas pada silikon berstruktur mikro yang diproses oleh laser femtosecond, dan warnanya tidak terbatas pada hitam. Selama ia memiliki kemampuan menangkap cahaya yang jelas, ia dapat disebut silikon berstruktur mikro. Ini adalah bahan silikon hitam.
Dengan mengontrol ukuran struktural karakteristik silikon berpori multilayer, para peneliti secara artifisial mengontrol perubahan indeks biasnya. Permukaan silikon memiliki efek penyerapan berbeda untuk cahaya berbeda, dan pada akhirnya warna berbeda muncul di bawah mata manusia. Solusi teknis ini dapat diterapkan pada detektor empat kuadran, sehingga setiap kuadran menunjukkan karakteristik respons spektral yang berbeda.
Sebagai material baru, silikon hitam memiliki banyak sifat unggul dan telah digunakan di berbagai bidang, seperti tingkat penyerapan cahaya dan sensitivitas cahaya yang sangat tinggi, yang dapat digunakan sebagai lapisan penyerap fotodetektor; menggunakan sifat anti-pantulan silikon hitam dan karakteristik sudut lebar seperti penyerapan dapat meningkatkan kinerja perangkat seperti laju respons fotolistrik dan rentang spektral respons; Struktur piramida silikon hitam memiliki karakteristik emisi lapangan yang sangat baik, sehingga dapat digunakan sebagai bahan emisi lapangan. Silikon hitam juga memiliki sifat fotoemisi yang sangat baik. Karena sifatnya yang berpendar, bahan ini dapat digunakan sebagai bahan fotoluminesen; menggunakan luas permukaan spesifik silikon hitam yang sangat tinggi, dapat digunakan sebagai perekat padat atau struktur pembuangan panas antara bahan silikon.
Dalam banyak aplikasi, bahan silikon hitam telah menunjukkan nilai besarnya dalam meningkatkan efisiensi fotovoltaik sel surya silikon kristalin industri. Dengan perkembangan eksplosif teknologi wafer silikon pemotongan kawat berlian, lapisan kerusakan selama pemotongan wafer silikon telah sangat berkurang, dan wafer silikon monokristalin atau polikristalin yang lebih tipis juga dapat disediakan, yang telah sangat mendorong perkembangan pesat industri fotovoltaik dan meningkatkan kualitas. kinerja perangkat. Efisiensi konversi fotolistrik, sel fotovoltaik sangat membutuhkan teknologi permukaan depan dengan reflektifitas rendah dan serapan sudut lebar serta desain struktural dengan serapan yang ditingkatkan. Teknologi silikon hitam menunjukkan penggabungan alami di bidang fotovoltaik.