Aprenda sobre o silício preto e suas aplicações
A origem do nome silício preto é que, vista pelo olho humano, a cor é preta. Devido à microestrutura da superfície, o silício preto pode absorver quase 100% da luz incidente e muito pouca luz é refletida, por isso parece preto ao olho humano.
As propriedades ópticas e semicondutoras exclusivas dos materiais de silício preto trouxeram uma ampla gama de aplicações para sensores fotoelétricos (fotodetectores, câmeras de imagem térmica, etc.), como câmeras de baixa luminosidade que funcionam nas bandas duplas do visível e do infravermelho próximo, trazendo grandes benefícios para aplicações civis e militares. Venha para muitas conveniências.
Uma das propriedades mais atraentes do silício preto é sua refletividade bastante baixa e capacidade de absorção de grande angular em uma ampla faixa espectral. A refletividade do silício preto geralmente pode atingir menos de 10%, o que é muito útil para nanocones ou nanofios. A estrutura especial da relação de diâmetro pode reduzir ainda mais a refletividade média para menos de 3%, otimizando os parâmetros do processo.
Com o desenvolvimento da tecnologia de processamento fino de silício, a microestrutura do silício preto se desenvolveu desde a primeira estrutura de nanocone processada por laser de femtosegundo até estruturas de pirâmide, buraco, nanofio e compósitos.
Após anos de exploração, vários sistemas de processamento foram estabelecidos para métodos de processamento de silício negro. Os métodos comumente usados incluem método de laser de femtossegundo, método de gravação eletroquímica, método de gravação de íon reativo, método ácido, método alcalino, método de gravação assistida por metal, etc. Cada método de processamento possui morfologia de microestrutura diferente e propriedades ópticas disponíveis.
Ao mesmo tempo, a definição de silício negro expandiu-se gradualmente. Não está mais limitado ao silício microestruturado processado por laser de femtosegundo, e a cor não está limitada ao preto. Contanto que tenha uma capacidade óbvia de retenção de luz, pode ser chamado de silício microestruturado. É material de silício preto.
Ao controlar o tamanho estrutural característico do silício poroso multicamadas, os pesquisadores controlam artificialmente as mudanças em seu índice de refração. A superfície de silício tem diferentes efeitos de absorção para diferentes luzes e, em última análise, cores diferentes aparecem sob os olhos humanos. Esta solução técnica pode ser aplicada a um detector de quatro quadrantes, de modo que cada quadrante apresente diferentes características de resposta espectral.
Como um novo material, o silício preto tem muitas propriedades excelentes e tem sido usado em muitos campos, como taxa de absorção de luz extremamente alta e sensibilidade à luz, que pode ser usada como camada absorvente de fotodetectores; usar as propriedades anti-reflexo do silício preto e características de grande angular, como absorção, pode melhorar o desempenho do dispositivo, como taxa de resposta fotoelétrica e faixa espectral de resposta; a estrutura piramidal do silício preto possui excelentes características de emissão de campo, portanto pode ser usada como material de emissão de campo. O silício preto também possui excelentes propriedades de fotoemissão. Devido às suas propriedades luminescentes, pode ser utilizado como material fotoluminescente; usando a área de superfície específica ultra-alta do silício preto, ele pode ser usado como um adesivo sólido ou estrutura de dissipação de calor entre materiais de silício.
Em muitas aplicações, os materiais de silício preto demonstraram seu grande valor na melhoria da eficiência fotovoltaica de células solares industriais de silício cristalino. Com o desenvolvimento explosivo da tecnologia de wafer de silício para corte de fio diamantado, a camada de dano durante o corte de wafer de silício foi bastante reduzida, e wafers de silício monocristalino ou policristalino mais finos também podem ser fornecidos, o que promoveu muito o desenvolvimento vigoroso da indústria fotovoltaica e melhorou o desempenho dos dispositivos. Eficiência de conversão fotoelétrica, as células fotovoltaicas precisam urgentemente de tecnologia de superfície frontal com baixa refletividade e absorção de grande angular e design estrutural com absorção aprimorada. A tecnologia de silício preto mostra acoplamento natural no campo fotovoltaico.