Siliciumgebaseerd

Siliciumgebaseerd is een term uit de materialenwetenschap en elektrotechniek die verwijst naar materialen, apparaten en chemische verbindingen waarvan het hoofdcomponent silicium (Si) is. In de elektronica en zonne-energie is silicium een dominante basis vanwege de beschikbaarheid, stabiliteit en de aanwezigheid van een goed karakteriseerde passivatielaag (SiO2) en geavanceerde fabricagetechnieken. Typen siliciumgebaseerde materialen omvatten kristallijn silicium (waaronder zuivere c-Si en polycrystalline Si) voor halfgeleiders, en amorf silicium en nanostructuren daarin (bijv. a-Si, nc-Si) die in dunne-filmtoepassingen worden gebruikt.

Eigenschappen die bijdragen aan de populariteit zijn onder meer een relatief geschikt bandgap voor elektronica en fotonica, gemakkelijke doping met elementen als boor en fosfor, en een robuuste chemische en mechanische aard. De technologische basis is de CMOS-technologie, waarbij siliciumkristallen fungeren als drager voor geïntegreerde schakelingen en microprocessoren.

Toepassingen omvatten kristallijn silicium-zonnecellen voor fotovoltaïsche systemen, siliciumchips in vrijwel alle moderne computers en communicatiesystemen, en diverse siliciumgebaseerde polymeren en silicones die in afdichtingen, lijmen en biomedische toepassingen voorkomen.

Voor- en beperkingen: silicium biedt lage kosten, hoge betrouwbaarheid en een uitgebreid industrieel ecosysteem, maar heeft een indirecte bandgap waardoor efficiënte lichtemissie lastig is en de efficiëntie van siliciumgebaseerde zonnecellen beperkt blijft vergeleken met sommige alternatieven. Onderzoek blijft gericht op betere passivering, heterostructuren en dunne-films om het bereik van siliciumgebaseerde technologie te vergroten.