Узнайте о черном кремнии и его применении.
Происхождение названия «черный кремний» связано с тем, что человеческий глаз видит его черным. Из-за микроструктуры поверхности черный кремний может поглощать почти 100% падающего света и очень мало света отражается, поэтому человеческому глазу он кажется черным.
Уникальные оптические и полупроводниковые свойства черных кремниевых материалов открыли широкий спектр применения фотоэлектрических датчиков (фотодетекторов, тепловизионных камер и т. д.), таких как камеры для слабого освещения, которые работают в двух диапазонах видимого и ближнего инфракрасного диапазона. принося большие преимущества для гражданского и военного применения. Приходите ко многим удобствам.
Одним из наиболее привлекательных свойств черного кремния является его довольно низкая отражательная способность и возможность широкоугольного поглощения в широком спектральном диапазоне. Отражательная способность черного кремния обычно может достигать менее 10%, что очень полезно для наноконусов или нанопроволок. Особая структура соотношения диаметров позволяет еще больше снизить среднюю отражательную способность до менее 3% за счет оптимизации параметров процесса.
С развитием технологии тонкой обработки кремния микроструктура черного кремния изменилась от самой ранней структуры наноконуса, обработанной фемтосекундным лазером, до пирамидальных, дырочных, нанопроволочных и композитных структур.
После многих лет исследований были созданы различные системы обработки для методов обработки черного кремния. Обычно используемые методы включают метод фемтосекундного лазера, метод электрохимического травления, метод реактивного ионного травления, кислотный метод, щелочной метод, метод травления с помощью металла и т. д. метод. Каждый метод обработки имеет различную морфологию микроструктуры и доступные оптические свойства.
В то же время определение черного кремния постепенно расширялось. Он больше не ограничивается микроструктурированным кремнием, обработанным фемтосекундным лазером, и цвет не ограничивается черным. Поскольку он обладает очевидной способностью улавливать свет, его можно назвать микроструктурированным кремнием. Это черный кремниевый материал.
Контролируя характерный структурный размер многослойного пористого кремния, исследователи искусственно контролируют изменения его показателя преломления. Поверхность кремния имеет разные эффекты поглощения для разного света, и в конечном итоге под глазами человека появляются разные цвета. Это техническое решение может быть применено к четырехквадрантному детектору, так что каждый квадрант имеет разные характеристики спектрального отклика.
Как новый материал, черный кремний обладает множеством превосходных свойств и используется во многих областях, например, чрезвычайно высокая скорость поглощения света и светочувствительность, что позволяет использовать его в качестве поглощающего слоя фотодетекторов; использование антиотражающих свойств черного кремния и широкоугольных характеристик, таких как поглощение, может улучшить характеристики устройства, такие как скорость фотоэлектрического отклика и спектральный диапазон отклика; Пирамидальная структура черного кремния обладает превосходными характеристиками автоэлектронной эмиссии, поэтому его можно использовать в качестве автоэмиссионного материала. Черный кремний также обладает превосходными фотоэмиссионными свойствами. Благодаря своим люминесцентным свойствам его можно использовать в качестве фотолюминесцентного материала; Благодаря сверхвысокой удельной поверхности черного кремния его можно использовать в качестве твердого клея или структуры рассеивания тепла между кремниевыми материалами.
Во многих применениях черные кремниевые материалы показали свою большую ценность для повышения фотоэлектрической эффективности промышленных солнечных элементов из кристаллического кремния. Благодаря взрывному развитию технологии резки кремниевых пластин с помощью алмазной проволоки слой повреждения во время резки кремниевых пластин был значительно уменьшен, а также могут быть предоставлены более тонкие монокристаллические или поликристаллические кремниевые пластины, что в значительной степени способствовало энергичному развитию фотоэлектрической промышленности и улучшению производительность устройств. Эффективность фотоэлектрического преобразования, фотоэлектрические элементы остро нуждаются в технологии передней поверхности с низкой отражательной способностью и широкоугольным поглощением, а также в структурном дизайне с повышенным поглощением. Технология черного кремния демонстрирует естественную связь в фотоэлектрическом поле.