硅基太陽(yáng)能電池減反射層的制備

【摘要】：由于能源危機(jī)和環(huán)境污染等因素，人類需要開(kāi)發(fā)新型能源。太陽(yáng)能因取之不盡、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)成為了人們研究的熱點(diǎn)。提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和降低成本是太陽(yáng)能電池開(kāi)發(fā)的兩個(gè)重點(diǎn)。減少受光面上入射陽(yáng)光的反射率是提高太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換效率的有效手段之一，用貴金屬粒子輔助化學(xué)刻蝕硅制備減反射結(jié)構(gòu)是一種降低表面反射率的重要方法。為制備高減反射的Si表面結(jié)構(gòu)，本文采用化學(xué)鍍和磁控濺射鍍?cè)趩尉Ч韬凸璞∧け砻娉练e銀粒子，在HF-H_2O_2-H_2O刻蝕液中制備減反射結(jié)構(gòu)，采用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、原子力顯微鏡和紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)對(duì)HF和H_2O_2含量以及二者比例對(duì)刻蝕結(jié)構(gòu)、刻蝕速度和減反性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。實(shí)驗(yàn)得到以下結(jié)果： 采用化學(xué)鍍和磁控濺射鍍兩種方法在硅表面沉積了銀粒子，沉積的銀粒子密度隨著沉積時(shí)間的增加而增大。不同銀粒子密度對(duì)刻蝕形貌影響很大。銀粒子密度低時(shí)，刻蝕硅表面易形成無(wú)序結(jié)構(gòu)；銀粒子密度適中時(shí)，刻蝕硅表面易形成垂直的多孔結(jié)構(gòu)；銀粒子密度較高時(shí)，刻蝕硅表面則形成類納米線結(jié)構(gòu)；但銀粒子密度過(guò)高時(shí)，刻蝕硅表面會(huì)形成納米線結(jié)構(gòu)?？梢?jiàn)，可調(diào)控改變硅表面銀粒子密度來(lái)控制硅刻蝕后的結(jié)構(gòu)。 研究了刻蝕液中HF和H_2O_2含量及其濃度比對(duì)單晶硅刻蝕形貌的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著H_2O_2含量的增加，刻蝕結(jié)構(gòu)孔徑增大，刻蝕速率先升高后降低；H_2O_2的體積為3ml時(shí)刻蝕速率最快。隨著HF含量的增加，刻蝕孔徑減小，刻蝕速率先升高后降低；HF的體積為7ml時(shí)刻蝕速率最快。隨著摩爾比ρ=[HF]/([HF]+[H_2O_2])的增加，刻蝕速率先增加而后下降，在ρ=74.74%時(shí)刻蝕速率最大。在優(yōu)化條件下獲得的刻蝕結(jié)構(gòu)反射率可降至2.20%。 研究了硅薄膜刻蝕過(guò)程中刻蝕時(shí)間和刻蝕液濃度對(duì)刻蝕形貌和反射率的影響。隨刻蝕時(shí)間的增加，硅薄膜刻蝕深度增大，孔的數(shù)量減少，孔徑增大，刻蝕60s的硅薄膜對(duì)200-800nm波段光譜平均反射率為2.22%。隨刻蝕液中HF和H_2O_2含量的增加，硅薄膜的刻蝕速率增大，孔的數(shù)量減少，孔徑增大，在HF：H_2O_2：H_2O=2.5：2.5：10中刻蝕后，硅薄膜的反射率最低，為1.73%，顯示出優(yōu)異的減反射性能。 【關(guān)鍵詞】：TIG焊 電弧聲 PIC18F4520 LabVIEW 時(shí)域分析 頻域分析
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 論文摘要5-6
• Abstract6-11
• 1. 緒論11-23
• 1.0 引言11
• 1.1 堿性刻蝕11-14
• 1.1.1 機(jī)理11-13
• 1.1.2 溶液13-14
• 1.3 酸性刻蝕14-15
• 1.3.1 機(jī)理14
• 1.3.2 溶液14-15
• 1.4 貴金屬粒子輔助刻蝕15-17
• 1.4.1 一步刻蝕法15-16
• 1.4.2 兩步刻蝕法16-17
• 1.5 堿性刻蝕與貴金屬粒子輔助刻蝕結(jié)合法17-19
• 1.6 貴金屬輔助刻蝕與掩膜法結(jié)合法19-21
• 1.6.1 納米球模板19-20
• 1.6.2 AAO 模板20-21
• 1.7 課題的研究目的及意義21-23
• 1.7.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容22
• 1.7.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義22-23
• 2. 實(shí)驗(yàn)方法23-29
• 2.1 硅片預(yù)處理23
• 2.2 沉積銀粒子工藝23-25
• 2.2.1 化學(xué)鍍銀23
• 2.2.2 磁控濺射鍍銀23-25
• 2.3 沉積硅薄膜工藝25
• 2.4 化學(xué)刻蝕工藝25
• 2.5 形貌表征方法25-26
• 2.5.1 掃描電子顯微鏡25-26
• 2.5.2 原子力顯微鏡26
• 2.6 反射率的表征方法26-29
• 3 化學(xué)鍍銀粒子輔助刻蝕29-47
• 3.1 引言29
• 3.2 AgNO_3濃度對(duì)銀粒子形貌的影響29-32
• 3.3 銀粒子密度對(duì)刻蝕形貌的影響32-35
• 3.4 刻蝕液濃度對(duì)形貌的影響35-44
• 3.4.1 H_2O_2濃度對(duì)形貌的影響35-40
• 3.4.2 HF 濃度對(duì)形貌的影響40-43
• 3.4.3 ρ值的影響43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-47
• 4 磁控濺射鍍銀輔助刻蝕47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 磁控濺射鍍銀47-48
• 4.3 銀粒子厚度對(duì)刻蝕形貌的影響48-51
• 4.4 刻蝕時(shí)間對(duì)刻蝕形貌的影響51-53
• 4.5 磁控濺射鍍銀輔助刻蝕硅反射率53-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 5 硅薄膜銀粒子輔助刻蝕55-65
• 5.1 引言55
• 5.2 硅薄膜形貌55-57
• 5.3 單晶硅與硅薄膜刻蝕形貌比較57-58
• 5.4 刻蝕時(shí)間對(duì)刻蝕形貌和反射率的影響58-61
• 5.5 刻蝕濃度對(duì)刻蝕形貌和反射率的影響61-64
• 5.6 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 在學(xué)期間研究成果71-73
• 致謝73-74

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