太陽能電池表面多孔陷光結(jié)構(gòu)制備與性能測試

【摘要】：在新能源領(lǐng)域，科學(xué)家們一直對太陽能新能源的利用很感興趣。例如在高海拔地區(qū)利用其日照時間長的優(yōu)勢建設(shè)太陽能發(fā)電站來收集和使用太陽能新能源，或者在電網(wǎng)無法鋪設(shè)的偏遠(yuǎn)山區(qū)解決其能源問題。現(xiàn)階段使用最多也是科技水平最高的就是晶體硅太陽能電池，所以改進(jìn)晶體硅太陽能電池技術(shù)，提高其發(fā)電效率將會對新能源的發(fā)展有很大的意義。 面對太陽能新能源的利用，最突出問題就是其效率問題，相比于傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)，太陽能發(fā)電的效率很低，所以成本極大。而且需要太陽能能源的地區(qū)大多數(shù)都是偏遠(yuǎn)地區(qū)，面對其高成本，有時讓人望而興嘆。而影響晶體硅太陽能電池主要效率的問題是大多數(shù)太陽光被其光滑的表面反射回大氣層，以及自然條件中雨水和灰塵對其表面的覆蓋也是重要的因素。 本文利用最新貴金屬催化刻蝕技術(shù)，采用磁控濺射鍍膜和銀鏡反應(yīng)在光滑的硅表面制備貴金屬金和銀的納米粒子膜，通過金屬的催化性，在適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)溶液中使硅片表面刻蝕形成多孔結(jié)構(gòu)。通過反復(fù)對比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)濃度為3%HF溶液與20%H2O2溶液組成的混合溶液中腐蝕而形成的多孔結(jié)構(gòu)最佳。 試驗(yàn)通過磁控濺射為硅表面制作金屬銀粒子層，通過對表面形貌以及表面反射率的分析，發(fā)現(xiàn)用較薄的金屬粒子層能夠獲得均勻細(xì)膩的多孔結(jié)構(gòu)，平均反射率可以降低到11%，還發(fā)現(xiàn)由于金屬粒子的種類不同，其反射率也不同，當(dāng)改用貴金屬金作為催化劑時，得到的孔洞更加細(xì)致，反射率可以降低到10%。 為了使硅表面更加光滑，我們采用NaOCl溶液對硅表面做預(yù)處理，因?yàn)橛肗aOCl溶液具有很好的氧化性，并且不會傷害硅表面本身。通過在相同硅片上做對比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過NaOCl溶液預(yù)處理樣品形成多孔結(jié)構(gòu)的質(zhì)量明顯提高。 【關(guān)鍵詞】：貴金屬催化 磁控濺射 銀鏡反應(yīng) 多孔硅 減反射
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的研究意義及背景10
• 1.2 太陽能電池的發(fā)展及應(yīng)用10-14
• 1.2.1 太陽能電池的發(fā)展11-12
• 1.2.2 光伏能源的應(yīng)用現(xiàn)狀12-14
• 1.3 太陽能電池的發(fā)電原理14-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 第2章 傳統(tǒng)陷光結(jié)構(gòu)的制備方法17-27
• 2.1 太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)17-19
• 2.1.1 單晶硅太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)17-18
• 2.1.2 高效 PN 結(jié)電池的基本結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2 傳統(tǒng)陷光結(jié)構(gòu)的制備19-21
• 2.2.1 “金字塔”型陷光結(jié)構(gòu)的制備19-21
• 2.2.2 多孔陷光結(jié)構(gòu)的制備21
• 2.3 貴金屬催化制備多孔陷光結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展21-26
• 2.3.1 貴金屬納米粒子催化刻蝕機(jī)理21-23
• 2.3.2 貴金屬催化技術(shù)的研究進(jìn)展23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 多孔陷光結(jié)構(gòu)的制備27-33
• 3.1 試驗(yàn)所用設(shè)備及其原料27
• 3.2 基片清洗27-28
• 3.3 硅表面催化電極的制備28-32
• 3.3.1 銀鏡反應(yīng)制備銀粒子膜28-29
• 3.3.2 磁控濺射制備貴金屬納米粒子膜29-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 陷光結(jié)構(gòu)性能的測試與分析33-44
• 4.1 陷光結(jié)構(gòu)反射率測試系統(tǒng)33-34
• 4.1.1 測試平臺的搭建33
• 4.1.2 數(shù)據(jù)處理33-34
• 4.2 磁控濺射制備陷光結(jié)構(gòu)的分析34-41
• 4.2.1 預(yù)處理對表面陷光結(jié)構(gòu)的影響34-36
• 4.2.2 刻蝕對硅表面形貌的宏觀影響36
• 4.2.3 溶液濃度對表面形貌的影響36-37
• 4.2.4 薄膜厚度對表面形貌的影響37-40
• 4.2.5 貴金屬種類對表面結(jié)構(gòu)的影響40-41
• 4.3 銀鏡反應(yīng)制備陷光結(jié)構(gòu)的分析41-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 結(jié)論44-45
• 參考文獻(xiàn)45-49
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文49-50
• 致謝50

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