Tankofilni silicij je oblik silicija koji se obično koristi u dizajnu fotonaponskih ćelija koje se koriste u tehnologijama kao što su solarni generatori i fotodetektori. To je vrlo tanak sloj silicija koji je ili amorfan, što znači da nema kristalnu strukturu, ili ima jednu od nekoliko kristalnih struktura s posebnim svojstvima. Tankofilni silicij razlikuje se od masivnog ili wafer silicija, koji je izrađen od monokristalnog ili polikristalnog silicija.
Tankofilni silicij je poluvodič i koristan je u fotonaponskim ćelijama zbog načina na koji na njega utječe svjetlost na kvantnoj razini. Kada fotoni svjetlosti udare u silicij i budu apsorbirani, to uzrokuje povećanje energetske razine elektrona u siliciju, podižući se od svog uobičajenog položaja u gusto zbijenom valentnom energetskom pojasu do puno rjeđeg energetskog pojasa vodljivosti gdje se mogu kretati mnogo slobodnije. Istodobno, odsutnost negativno nabijenog elektrona u valentnom pojasu umjesto njega stvara nositelj pozitivnog naboja koji se naziva elektronska rupa, koja se može kretati kroz valentni pojas dok se uzastopni elektroni kreću kako bi ispunili rupu i tako stvorili novu. na njihovom prijašnjem položaju. Ovo kretanje nositelja naboja kroz poluvodič proizvodi električnu struju koja se može koristiti kao izvor energije ili dati signale opremi za detekciju.
Tankofilni silicij može imati jedan od nekoliko oblika. Amorfni silicij nema kristalnu strukturu, što znači da ne postoji redoslijed dugog dometa ili uzorak u rasporedu atoma silicija. Nanokristalni, ponekad nazvan mikrokristalni, silicij ima mala kristalna zrna okružena i odvojena amorfnim silicijem. Protokristalni silicij je silicij u međufazi procesa stvaranja kristala u amorfnom siliciju. Crni silicij je oblik silicija s površinom prekrivenom mikroskopskim monokristalnim iglicama, strukturom koja povećava apsorpciju svjetlosti. Različiti oblici tankoslojnog silicija učinkoviti su u hvatanju različitih valnih duljina svjetlosti, tako da tankoslojne solarne ćelije često sadrže slojeve više od jedne vrste kako bi apsorbirali što više sunčeve svjetlosti.
Tankofilni silicij se prvenstveno koristi u industriji solarne energije zbog svojstava silicija kao poluvodiča. Tankoslojne ćelije imaju niz prednosti u odnosu na masovne silicijeve solarne ćelije, uključujući niže troškove materijala i manju veličinu, iako to može doći po cijenu niže učinkovitosti pretvorbe energije. Manja veličina i težina tankoslojnih ćelija također ih čini prikladnijima za primjene kao što su fotonaponske ćelije integrirane u zgrade i sustavi za punjenje vozila. Tankofilni silicij se također koristi u opremi za detekciju, kao što su termografske kamere i naočale za noćno gledanje.