ซิลิคอนนาโนคริสตัลไลน์ ( nc-Si ) บางครั้งเรียกว่าซิลิคอนไมโครคริสตัลไลน์ ( μc-Si ) เป็นรูปแบบหนึ่งของซิลิคอนที่มีรูพรุน^{[ 1 ]}เป็น รูปแบบ อัลโลโทรปิกของซิลิคอนที่มี โครงสร้าง พาราคริสตัลไลน์คล้ายกับซิลิคอนอสัณฐาน (a-Si) ตรงที่มี เฟสอ สัณฐานอย่างไรก็ตาม สิ่งที่แตกต่างกันคือ nc-Si มีเม็ดซิลิคอนคริสตัลไลน์ขนาดเล็กอยู่ภายในเฟสอสัณฐาน ซึ่งแตกต่างจากซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ (poly-Si) ที่ประกอบด้วยเม็ดซิลิคอนคริสตัลไลน์เท่านั้น โดยมีขอบเขตของเม็ดแยกออกจากกัน ความแตกต่างนี้มาจากขนาดของเม็ดคริสตัลไลน์เท่านั้น วัสดุส่วนใหญ่ที่มีเม็ดอยู่ในช่วงไมโครเมตรนั้นแท้จริงแล้วคือโพลีซิลิคอนที่มีเม็ดละเอียด ดังนั้นคำว่าซิลิคอนนาโนคริสตัลไลน์จึงเหมาะสมกว่า คำว่าซิลิคอนนาโนคริสตัลไลน์หมายถึงช่วงของวัสดุที่อยู่รอบๆ บริเวณการเปลี่ยนผ่านจากเฟสอสัณฐานไปเป็นเฟสไมโครคริสตัลไลน์ในฟิล์มบางของซิลิคอน เศษส่วนปริมาตรของคริสตัลไลน์ (วัดจากสเปกโทรสโกปีรามาน ) เป็นอีกเกณฑ์หนึ่งในการอธิบายวัสดุในโซนการเปลี่ยนผ่านนี้

นาโน คริสตัลไลน์ ซิลิคอน (nc-Si) มีข้อดีที่เป็นประโยชน์หลายประการเหนืออะมอร์ฟัสซิลิคอน (a-Si) หนึ่งในนั้นคือ หากปลูกอย่างเหมาะสม จะสามารถมีความคล่องตัวของอิเล็กตรอน สูงกว่า เนื่องจากมีผลึกซิลิคอนอยู่นอกจากนี้ยังแสดงการดูดซับที่เพิ่มขึ้นในช่วงความยาวคลื่น สีแดงและ อินฟราเรดซึ่งทำให้เป็นวัสดุที่สำคัญสำหรับการใช้งานในเซลล์แสงอาทิตย์ อะ มอร์ฟัสซิลิคอน อย่างไรก็ตาม ข้อดีที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของนาโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนคือ มีเสถียรภาพมากกว่าอะมอร์ฟัสซิลิคอน ซึ่งสาเหตุหนึ่งมาจาก ความเข้มข้น ของไฮโดรเจน ที่ต่ำกว่า แม้ว่าในปัจจุบันจะไม่สามารถบรรลุความคล่องตัวได้เท่ากับโพลีซิลิคอน (poly-Si) แต่ก็มีข้อได้เปรียบเหนือโพลีซิลิคอนตรงที่ผลิตได้ง่ายกว่า เนื่องจากสามารถตกตะกอนได้โดยใช้เทคนิคการตกตะกอนอะมอร์ฟัสซิลิคอนที่อุณหภูมิต่ำแบบดั้งเดิม เช่นPECVDซึ่งแตกต่างจากการอบด้วยเลเซอร์หรือกระบวนการ CVD ที่อุณหภูมิสูงในกรณีของโพลีซิลิคอน^{[ 2 ]}

การประยุกต์ใช้หลักของวัสดุใหม่นี้คือในด้านเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง ซิลิคอน เนื่องจากนาโนคริสตัลไลน์ซิลิคอน (nc-Si) มีช่องว่าง พลังงานใกล้เคียง กับซิลิคอนผลึกซึ่งอยู่ที่ประมาณ 1.12 eV จึงสามารถนำมาผสมกับอะมอร์ฟัสซิลิคอน (a-Si) ในชั้นบางๆ เพื่อสร้างเซลล์แบบหลายชั้นที่เรียกว่าเซลล์แทนเดม (tandem cell ) เซลล์ด้านบนที่เป็นอะมอร์ฟัสซิลิคอนจะดูดซับแสงที่มองเห็นได้ และปล่อยให้ ส่วนของสเปกตรัม อินฟราเรดสำหรับเซลล์ด้านล่างที่เป็นนาโนคริสตัลไลน์ซิลิคอน

บริษัทบางแห่งกำลังเตรียมที่จะนำหมึกซิลิคอนที่ใช้ซิลิคอนนาโนคริสตัลไลน์หรือสารประกอบซิลิคอนอื่นๆ ออกสู่ตลาดเชิงพาณิชย์ อุตสาหกรรม เซมิคอนดักเตอร์ก็กำลังศึกษาศักยภาพของซิลิคอนนาโนคริสตัลไลน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านหน่วยความจำ

ซิลิคอนนาโนคริสตัลไลน์และ ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ขนาดเล็กถือเป็นซิลิคอนฟิล์มบาง^{[ 3 ]}

• เซลล์แสงอาทิตย์ ซิลิคอนแบบฟิล์มบาง