2.SILICIJUM
Hipotetična životna forma bazirana na silikonu Silicijum
je jedan od najrasprostranjenijih elemenata na Zemlji , iako ga
nema mnogo u medjuzvezdanom prostoru, pretpostavlja se da ga
cela klasa planeta sličnih Zemlji sadrži u značajnim količinama.
Silicijum je po mnogim hemijskim osobinama sličan ugljeniku -
ima sličan elektronski raspored, gradi relativno jake Si-Si veze.
Neki organizmi na zemlji koriste silicijum u izgradnji svojih
egzoskeleta i strukturnih elemenata. Osim ovih osobina, da bi izgradili sliku eventualnog života
baziranog na silicijumu, neophodno je reći da postoje i osobine ovog atoma koje značajno
ograničavaju njegovu "bioprimenljivost". Silicijum zbog voluminoznog atoma ne može da gradi
dvostruke i trostruke veze, a silicijumska varijanta prostog ugljenovodoničnog niza (a koji
možemo naći u masti, nafti, ćelijskim membranama i sl.) je izrazito reaktivna sa vodom.
Značajno stabilniji su silikoni - polimeri sastavljeni od nizova naizmeničnih atoma silicijuma i
kiseonika.
Još jedna prepreka je činjenica da, dok je ugljen dioksid gas, silicijum dioksid je čvrsta
supstanca, koja je osnovni sastojak peska i stakla
1
. Ovo postavlja niz problema vezanih za
eliminaciju otpadnih produkata iz organizma, kao i za kruženje raspoložive materije.
Ipak, moguće je pretpostaviti da silikonska jedinjenja mogu biti biološki korisna u
uslovima temperature i pritiska koji se vrlo razlikuju od one na površini terestrične planete, bilo
u kombinaciji sa ugljenikom ili samostalno, kao osnovni gradivni element života. Sem
1
Stojiljković Aleksansdra: Hemija, ZUNS, Beograd, 2003.str:45
4
silicijuma, u vezi sa ovom tematikom obradjivani su i fosfor, azot, arsen, itd, ali usled nedostatka
prostora i manje-više nepotkrepljenih razmatranja ovi elementi ovde neće biti obradjivani.
2.1 Silicijum c-Si FN ćelije
Fotonaponske ćelije izrađene od monokristalnog silicijuma imaju tzv. jednoliku
strukturu, što znači da se sastoje od istog materijala koji je modifikovan tako da je na jednoj
strani ćelije
p
-sloj, a na drugoj
n
-sloj Si poluprovodnika. Unutar ćelije, p-n spoj je lociran tako
da se maksimum sunčevog zračenja apsorbuje blizu spoja. Površina takvih ćelija zavisi od
preseka monokristala od kojeg se proizvode, i iznosi od 5 do 10 cm², debljina im je od 200 do
300 μm. Napon takvih ćelija je od 0,55 do 0,70 V. Teorijska efikasnost im je oko 22 %, dok je
stvarna efikasnost oko 15 %. Jedina mana ćelija izrađenih od monokristalnog silicijuma je visoka
proizvodna cijena, zbog komplikovanog procesa proizvodnje.
2.2 Silicijum p-Si FN ćelije
Identično c-Si ćelijama, FN ćelije izrađene od polikristalnog silicijuma imaju tzv.
jednolika strukturu. Suprotno monokristalnom silicijumu, polikristalni silicijum sačinjen je od
više malih kristala, zbog čega dolazi do pojave granica. Granice se suprostavljaju toku elektrona,
te ih potiču na rekombinaciju sa šupljinama, što rezultuje smanjenjem izlazne snage takvih ćelija.
Postupak dobijanja polikristalne Si FN ćelije identičan je postupku kod c-Si ćelija. Isto tako,
presek p-Si FN ćelije identičan je presjeku c-Si ćelije
2
. Jedina razlika je u obliku p-Si ćelija, koje
su četvrtaste stoga se mogu bolje složiti u FN module. Proces proizvodnje ćelija od
polikristalnog silicijuma je znatno jeftiniji od procesa proizvodnje monokristalnih ćelija, ali p-Si
FN ćelije imaju manju efikasnost od c-Si ćelija. Teorijska efikasnost im je oko 18 %, stvarna
efikasnost im je između 10 i 13 %.
2
Horvat Rozalija: Neorganska hemija, ZUNS, Beograd, 2002.str:98
5
