Τα άμορφα πάνελ πυριτίου σχηματίζονται με την εναπόθεση ατμού ενός λεπτού στρώματος υλικού πυριτίου – πάχους περίπου 1 μικρομέτρου – σε ένα υλικό υποστρώματος όπως γυαλί ή μέταλλο. Το άμορφο πυρίτιο μπορεί επίσης να εναποτεθεί σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, έως και 75 βαθμούς Κελσίου, κάτι που επιτρέπει την εναπόθεση και σε πλαστικό.
Στην απλούστερη μορφή της, η κυτταρική δομή έχει μια ενιαία ακολουθία στρωμάτων καρφίτσας. Ωστόσο, τα κύτταρα ενός στρώματος υποφέρουν από σημαντική υποβάθμιση της ισχύος εξόδου τους (στην περιοχή 15-35%) όταν εκτίθενται στον ήλιο. Ο μηχανισμός της αποικοδόμησης ονομάζεται Φαινόμενο Staebler-Wronski, από τους ανακαλυπτές του.
Η καλύτερη σταθερότητα απαιτεί τη χρήση λεπτότερων στρωμάτων προκειμένου να αυξηθεί η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου σε όλο το υλικό. Ωστόσο, αυτό μειώνει την απορρόφηση φωτός, άρα και την απόδοση των κυττάρων. Αυτό οδήγησε τη βιομηχανία να αναπτύξει σειρές, ακόμη και συσκευές τριπλής στρώσης που περιέχουν κελιά καρφίτσας στοιβαγμένα το ένα πάνω στο άλλο.
Ένας από τους πρωτοπόρους στην ανάπτυξη ηλιακών κυψελών με χρήση άμορφου πυριτίου είναι η Uni-Solar. Χρησιμοποιούν ένα σύστημα τριπλής στρώσης (δείτε την παρακάτω εικόνα) που είναι βελτιστοποιημένο για να συλλαμβάνει φως από το πλήρες ηλιακό φάσμα).
Όπως μπορείτε να δείτε από την εικόνα, το πάχος του ηλιακού κυττάρου είναι μόλις 1 micron, ή περίπου το 1/300 του μεγέθους του ηλιακού στοιχείου μονοκρυσταλλικού πυριτίου.
Ενώ το κρυσταλλικό πυρίτιο επιτυγχάνει απόδοση περίπου 18 τοις εκατό, η απόδοση των άμορφων ηλιακών κυψελών παραμένει περίπου στο 7 τοις εκατό. Ο χαμηλός ρυθμός απόδοσης οφείλεται εν μέρει στο φαινόμενο Staebler-Wronski, το οποίο εκδηλώνεται τις πρώτες ώρες όταν τα πάνελ εκτίθενται στο ηλιακό φως και οδηγεί σε μείωση της ενεργειακής απόδοσης ενός πάνελ άμορφου πυριτίου από 10 τοις εκατό σε περίπου 7 τοις εκατό .
Ένας Γερμανός ερευνητής από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Ντελφτ έδειξε πώς να αυξήσετε την ενεργειακή απόδοση των ηλιακών συλλεκτών άμορφου πυριτίου από περίπου 7 τοις εκατό σε 9 τοις εκατό. Στη διδακτορική του έρευνα, ο Gijs van Elzakker ερεύνησε προσαρμογές στις διαδικασίες παραγωγής μονάδων άμορφου πυριτίου για να αυξήσει την παραγωγή χωρίς πρόσθετο κόστος χρησιμοποιώντας αέριο Silane για τη μείωση του φαινομένου Staebler-Wronski.
Αυτή είναι μόνο μια προσέγγιση που δοκιμάζεται σήμερα. Η απόδοση laminate της UniSolar είναι επί του παρόντος στο 8,2%. Ωστόσο, μέχρι τα τέλη της άνοιξης του 2011, η εταιρεία αναμένει να είναι στο 10% χρησιμοποιώντας την τεχνολογία τριπλής επίστρωσης / τριπλής διασταύρωσης.
Με βάση τις βελτιώσεις στην παγίδευση φωτός, την εναπόθεση υψηλού ποσοστού και την τεχνολογία HybridNano, η Uni-Solar αναμένει ότι θα είναι σε θέση να ωθήσει την απόδοση μετατροπής της στο 12% έως το 2012 και πιστεύει ότι έχει τη δυνατότητα να φτάσει το 20+% για τη σειρά προϊόντων της .
Το κύριο πλεονέκτημα των ηλιακών κυψελών άμορφου πυριτίου είναι το χαμηλότερο κόστος κατασκευής τους, γεγονός που καθιστά αυτές τις κυψέλες πολύ ανταγωνιστικές στο κόστος.
Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα του a-Si έναντι του κρυσταλλικού πυριτίου είναι ότι είναι πολύ πιο ομοιόμορφο σε μεγάλες επιφάνειες. Εφόσον το άμορφο πυρίτιο είναι φυσικά γεμάτο ελαττώματα, οποιαδήποτε άλλα ελαττώματα, όπως ακαθαρσίες, δεν επηρεάζουν πολύ δραστικά τα γενικά χαρακτηριστικά του υλικού.
Το άμορφο πυρίτιο μπορεί να παραχθεί σε διάφορα σχήματα και μεγέθη (π.χ. στρογγυλό, τετράγωνο, εξαγωνικό ή οποιοδήποτε άλλο περίπλοκο σχήμα. Αυτό το καθιστά ιδανική τεχνολογία για χρήση σε διάφορες εφαρμογές, όπως τροφοδοσία ηλεκτρονικών αριθμομηχανών, ηλιακών ρολόγια χειρός, κήπου φώτα και για την τροφοδοσία αξεσουάρ αυτοκινήτου Μικρές ηλιακές κυψέλες που χρησιμοποιούνται σε αριθμομηχανές τσέπης κατασκευάζονται με a-Si εδώ και πολλά χρόνια.
Σε αντίθεση με τα κρυσταλλικά ηλιακά κύτταρα στα οποία οι κυψέλες αποκόπτονται και οι ανασυνδυασμένες, άμορφες κυψέλες πυριτίου μπορούν να συνδεθούν σε σειρά την ίδια στιγμή που σχηματίζονται οι κυψέλες, καθιστώντας εύκολη τη δημιουργία πάνελ σε διάφορες τάσεις (π.χ. για χρήση σε ηλιακά φορτιστές μπαταριών).
Το ανθρώπινο μάτι είναι ευαίσθητο στο φως με μήκη κύματος από 400 nm έως 700 nm. Δεδομένου ότι τα ηλιακά κύτταρα άμορφου πυριτίου είναι ευαίσθητα στο φως με ουσιαστικά τα ίδια μήκη κύματος, αυτό σημαίνει ότι εκτός από τη χρήση ως ηλιακές κυψέλες μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως αισθητήρες φωτός (π.χ. φώτα αισθητήρων εξωτερικού χώρου, κ.λπ.).
Ορισμένα άμορφα ηλιακά πάνελ διαθέτουν επίσης τεχνολογία ανθεκτική στη σκίαση ή πολλαπλά κυκλώματα εντός των κυψελών, έτσι ώστε εάν μια ολόκληρη σειρά κυψελών υπόκειται σε πλήρη σκίαση, το κύκλωμα δεν θα σπάσει εντελώς και μπορεί να εξακολουθήσει να επιτυγχάνεται κάποια έξοδος. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο κατά την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών σε σκάφος.
Η διαδικασία ανάπτυξης των ηλιακών συλλεκτών a-Si τα καθιστά επίσης πολύ λιγότερο επιρρεπή σε θραύση κατά τη μεταφορά ή την εγκατάσταση. Αυτό μπορεί να σας βοηθήσει να μειώσετε τον κίνδυνο να καταστρέψετε τη σημαντική επένδυσή σας σε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα.
Ένα άλλο βασικό πλεονέκτημα αυτού του τύπου τεχνολογίας είναι η μεγαλύτερη αντοχή στη θερμότητα. Σύμφωνα με μια τετραετή μελέτη NREL – παρατηρήθηκε ότι οι φωτοβολταϊκές μονάδες άμορφου πυριτίου παρουσιάζουν υψηλότερα αποτελέσματα καθώς αυξάνονται οι θερμοκρασίες.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, αυτά τα πάνελ έχουν χαμηλότερη απόδοση από τα μονοκρυσταλλικά ηλιακά κύτταρα ή ακόμα και τα πολυκρυσταλλικά ηλιακά κύτταρα. Προσπάθειες αύξησης της απόδοσης, όπως η κατασκευή κυψελών πολλαπλών στρωμάτων ή η κράμα με γερμάνιο για τη μείωση του χάσματος ζώνης και την περαιτέρω βελτίωση της απορρόφησης φωτός, έχουν όλα μια πρόσθετη πολυπλοκότητα. Συγκεκριμένα, οι διαδικασίες είναι πιο περίπλοκες και οι αποδόσεις των διεργασιών είναι πιθανό να είναι χαμηλότερες και το κόστος είναι πιθανό να είναι υψηλότερο ως αποτέλεσμα – μειώνοντας έτσι το πλεονέκτημα κόστους αυτού του τύπου ηλιακών κυψελών.
Η αναμενόμενη διάρκεια ζωής των άμορφων κυττάρων είναι μικρότερη από την διάρκεια ζωής των κρυσταλλικών κυττάρων, αν και είναι δύσκολο να προσδιοριστεί πόσο μικρότερη είναι, ειδικά καθώς η τεχνολογία συνεχίζει να εξελίσσεται. Από την ανάγνωση της βιβλιογραφίας, φαίνεται ότι η αναμενόμενη ζωή είναι ακόμα της τάξης των 25 ετών περίπου. Για παράδειγμα, η Uni-Solar προσφέρει την ακόλουθη εγγύηση απόδοσης στα πάνελ 144 Wp: 92% στα 10 χρόνια, 84% στα 20 χρόνια, 80% στα 25 χρόνια (ελάχιστης ισχύος).
Η Sanyo έχει αναπτύξει ένα υβριδικό ηλιακό στοιχείο εφαρμόζοντας επικαλύψεις άμορφου πυριτίου σε ένα μονοκρυσταλλικό ηλιακό στοιχείο (βλ. συνοδευτικό διάγραμμα). Το αποκαλούν HIT Solar Cell και έχει βαθμολογία απόδοσης 20,2%.
Σύμφωνα με την έρευνα IMS , η Sanyo κατέλαβε την 10η θέση όσον αφορά τα MW ηλιακών συλλεκτών που παρήχθησαν το πρώτο τρίμηνο του 2010, σε μεγάλο βαθμό λόγω της δημοτικότητας της τεχνολογίας υβριδικών ηλιακών κυψελών της.
Εκτός από την υψηλή βαθμολογία απόδοσης, αυτές οι κυψέλες επωφελούνται από την υψηλή απόδοση του άμορφου πυριτίου σε υψηλότερες θερμοκρασίες (πάνω από 25˚ C), με αποτέλεσμα η Sanyo να ισχυρίζεται ότι οι κυψέλες παράγουν περίπου 10% περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια καθώς αυξάνονται οι θερμοκρασίες από τις κυψέλες μονοκρυσταλλικού πυριτίου – καθιστώντας τα άξια προσοχής εάν βρίσκεστε σε τοποθεσία όπου οι θερμοκρασίες υπερβαίνουν συχνά τους 25˚ C. (οι θερμοκρασίες λειτουργίας κυμαίνονται από –20˚C έως 46˚C).
Σημείωση : Ενώ οι περισσότεροι κατασκευαστές πάνελ προσδιορίζουν ότι η απόδοση του πάνελ θα κυμαίνεται από –5% / +5%… Η Sanyo εγγυάται 100% απόδοση (δηλ. -0%/+10%) τη στιγμή της παράδοσης.
简体中文 
