硅基太阳能电池减反射层的制备

【摘要】：由于能源危机和环境污染等因素，人类需要开发新型能源。太阳能因取之不尽、无污染等优点成为了人们研究的热点。提高太阳能电池的光电转换效率和降低成本是太阳能电池开发的两个重点。减少受光面上入射阳光的反射率是提高太阳能光电转换效率的有效手段之一，用贵金属粒子辅助化学刻蚀硅制备减反射结构是一种降低表面反射率的重要方法。为制备高减反射的Si表面结构，本文采用化学镀和磁控溅射镀在单晶硅和硅薄膜表面沉积银粒子，在HF-H_2O_2-H_2O刻蚀液中制备减反射结构，采用场发射扫描电镜、原子力显微镜和紫外可见分光光度计对HF和H_2O_2含量以及二者比例对刻蚀结构、刻蚀速度和减反性能进行了系统的研究。实验得到以下结果： 采用化学镀和磁控溅射镀两种方法在硅表面沉积了银粒子，沉积的银粒子密度随着沉积时间的增加而增大。不同银粒子密度对刻蚀形貌影响很大。银粒子密度低时，刻蚀硅表面易形成无序结构；银粒子密度适中时，刻蚀硅表面易形成垂直的多孔结构；银粒子密度较高时，刻蚀硅表面则形成类纳米线结构；但银粒子密度过高时，刻蚀硅表面会形成纳米线结构。可见，可调控改变硅表面银粒子密度来控制硅刻蚀后的结构。 研究了刻蚀液中HF和H_2O_2含量及其浓度比对单晶硅刻蚀形貌的影响。实验发现，随着H_2O_2含量的增加，刻蚀结构孔径增大，刻蚀速率先升高后降低；H_2O_2的体积为3ml时刻蚀速率最快。随着HF含量的增加，刻蚀孔径减小，刻蚀速率先升高后降低；HF的体积为7ml时刻蚀速率最快。随着摩尔比ρ=[HF]/([HF]+[H_2O_2])的增加，刻蚀速率先增加而后下降，在ρ=74.74%时刻蚀速率最大。在优化条件下获得的刻蚀结构反射率可降至2.20%。 研究了硅薄膜刻蚀过程中刻蚀时间和刻蚀液浓度对刻蚀形貌和反射率的影响。随刻蚀时间的增加，硅薄膜刻蚀深度增大，孔的数量减少，孔径增大，刻蚀60s的硅薄膜对200-800nm波段光谱平均反射率为2.22%。随刻蚀液中HF和H_2O_2含量的增加，硅薄膜的刻蚀速率增大，孔的数量减少，孔径增大，在HF：H_2O_2：H_2O=2.5：2.5：10中刻蚀后，硅薄膜的反射率最低，为1.73%，显示出优异的减反射性能。 【关键词】：TIG焊 电弧声 PIC18F4520 LabVIEW 时域分析 频域分析
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 论文摘要5-6
• Abstract6-11
• 1. 绪论11-23
• 1.0 引言11
• 1.1 碱性刻蚀11-14
• 1.1.1 机理11-13
• 1.1.2 溶液13-14
• 1.3 酸性刻蚀14-15
• 1.3.1 机理14
• 1.3.2 溶液14-15
• 1.4 贵金属粒子辅助刻蚀15-17
• 1.4.1 一步刻蚀法15-16
• 1.4.2 两步刻蚀法16-17
• 1.5 碱性刻蚀与贵金属粒子辅助刻蚀结合法17-19
• 1.6 贵金属辅助刻蚀与掩膜法结合法19-21
• 1.6.1 纳米球模板19-20
• 1.6.2 AAO 模板20-21
• 1.7 课题的研究目的及意义21-23
• 1.7.1 实验内容22
• 1.7.2 实验目的与意义22-23
• 2. 实验方法23-29
• 2.1 硅片预处理23
• 2.2 沉积银粒子工艺23-25
• 2.2.1 化学镀银23
• 2.2.2 磁控溅射镀银23-25
• 2.3 沉积硅薄膜工艺25
• 2.4 化学刻蚀工艺25
• 2.5 形貌表征方法25-26
• 2.5.1 扫描电子显微镜25-26
• 2.5.2 原子力显微镜26
• 2.6 反射率的表征方法26-29
• 3 化学镀银粒子辅助刻蚀29-47
• 3.1 引言29
• 3.2 AgNO_3浓度对银粒子形貌的影响29-32
• 3.3 银粒子密度对刻蚀形貌的影响32-35
• 3.4 刻蚀液浓度对形貌的影响35-44
• 3.4.1 H_2O_2浓度对形貌的影响35-40
• 3.4.2 HF 浓度对形貌的影响40-43
• 3.4.3 ρ值的影响43-44
• 3.5 本章小结44-47
• 4 磁控溅射镀银辅助刻蚀47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 磁控溅射镀银47-48
• 4.3 银粒子厚度对刻蚀形貌的影响48-51
• 4.4 刻蚀时间对刻蚀形貌的影响51-53
• 4.5 磁控溅射镀银辅助刻蚀硅反射率53-54
• 4.6 本章小结54-55
• 5 硅薄膜银粒子辅助刻蚀55-65
• 5.1 引言55
• 5.2 硅薄膜形貌55-57
• 5.3 单晶硅与硅薄膜刻蚀形貌比较57-58
• 5.4 刻蚀时间对刻蚀形貌和反射率的影响58-61
• 5.5 刻蚀浓度对刻蚀形貌和反射率的影响61-64
• 5.6 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-71
• 在学期间研究成果71-73
• 致谢73-74

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

用化学腐蚀制备多孔硅太阳电池减反射膜的研究    谢荣国,席珍强,马向阳,袁俊,杨德仁

紫外-可见分光光度计的应用与维修    胡文杰

无电金属沉积法硅纳米线阵列的制备研究    吴军;杨文彬;何方方;周元林;董发勤;

高效单晶硅太阳电池的研制    赵玉文,李仲明,莫春东,吕昆,李志明,于中尧,于元,陈志云,何少琪

单晶Si材料表面碱织构实验研究    陈刚;马逊;刘祖明;廖华;李景天;刘剑虹;

多孔硅的制备及其吸杂处理对电学性能的影响    李佳艳;郭素霞;谭毅;刘辰光;

多孔硅的应用研究进展    裴立宅,刘翠娟

腐蚀时间对多孔硅层形貌及多晶硅性能的影响    解希玲;谭毅;李佳艳;董伟;刘艳娇;邹清川;

化学刻蚀硅中电荷转移和纳米结构的形成    樊书晓;宁智超;

刻蚀液中HF和H_2O_2的摩尔分数对Ag辅助化学刻蚀Si形貌的影响    贺春林;杨雪飞;马国峰;王建明;赵栋梁;才庆魁;

紫外可见分光光度计及其应用    吴文铭;

硅纳米线阵列的制备及其光伏应用    吴茵;胡崛隽;许颖;彭奎庆;朱静;

机械刻槽埋栅高效硅太阳电池    赵玉文,李仲明,莫春东,何少琪,于元

化学刻蚀硅制备太阳能电池减反射结构的研究进展    贺春林;杨雪飞;马国峰;王建明;才庆魁;

ZnSe/GaAs/Ge高效太阳电池的研究    王爱坤

CdTe多晶薄膜太阳电池的背接触研究    武莉莉

CdS、Cu_xTe薄膜的制备、表征和应用    夏庚培

铝基硅氧化物陶瓷膜层制备、性能及机理研究    张际亮

矿产资源投资评估研究    杨文良

NiO材料制备及其光电器件研究    王辉

营造保护生态环境的功能化多孔新材料    韩坤坤

纳米流体导热及辐射特性研究    王辉

表面沉积铜薄膜多孔硅的制备及其发光特性研究    马婷婷

一维β-FeOOH纳米棒与纳米棒阵列的制备及光催化性能研究    王晓宇

高效、低成本太阳电池的研究    郜小勇

化学腐蚀织构多晶硅电池的绒面和机械刻槽电池的研究    谷锦华

太阳能电池吸收层和窗口层材料的制备研究    郑春蕊

超临界CO_2中模板法制备纳米多孔材料的研究    范海娟

单晶硅线锯切片过程中的流体动压效应    桑波

基于Si-NPA的ZnO复合体系光电性质研究    姚志涛

多孔硅的发光性能研究    张玉娟

太阳能异步发电系统的研究    杨顺昌

德国最大太阳能电池厂投产    德兴

国家太阳能电池示范工程落户保定    

巧妙利用太阳能的住宅    李有观;

太阳能电池阳光普照    袁茵;

采集太阳能(下)——基础化学推进新型低成本太阳能电池的开发    高彤;

哈博公司250兆瓦太阳能光伏项目落户浙江嘉兴    王碧辉;卢影;

台联电投资100万美元在山东建太阳能电池厂    

太阳能应用 政府主导最重要    黄韬;

PVDF树脂在太阳能电池模组背板上的应用    吴君毅;

太阳能电池输出特性的分析及检测    张海波;

太阳能电池表面纳米微结构研究    李美成;

有机染料锚数对染料敏化太阳能电池性能的影响    尚会霞;罗艳红;孟庆波;占肖卫;

量子点敏化太阳能电池研究进展    刘铭;杨君友;冯双龙;朱虎;

高效染料钠晶TiO_2太阳能电池    黄昀昉;吴季怀;林建明;黄妙良;

太阳能电池应用    孟昭渊;

富铟与富铜CuInSe_2薄膜的光电性能    王信春;

量子点敏化太阳能电池--新材料的设计、制备及器件研究    李冬梅;罗艳红;孟庆波;

谈太阳能路灯原理    胡昊伟;黄敏;

用于聚合物太阳能电池的高效共轭聚合物光伏材料    李永舫;

太阳能厂跨洋吸金 几家欢乐几家愁    黄女瑛 DigiTimes

太阳能电池级多晶硅光伏项目落户益阳    记者　 郭云飞 通讯员　 张世平

涉足太阳能光伏产业公司一览    詹铃

依靠太阳能的家庭    杨先碧

G风帆 太阳能电池新贵    天同证券 张锐

PE“新锐”王刚：太阳能行业的坚定支持派    本报记者 翁海华

行者集团利用太阳能获新突破    记者 张国伟

太阳能电池面临出口为主的尴尬    无暇

邱第明:中国最早太阳能企业的跌宕起伏    本报记者王颖春 采写

青海首条太阳能电池生产线投产    梁丽英

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

反型聚合物太阳能电池的研究    李福民

聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究    李国龙

聚光多结太阳能电池的设计、制备及可靠性研究    宋明辉

半透明聚合物太阳能电池的研究    徐洋

光活性层掺杂及新型透明电极在聚合物太阳能电池中的应用研究    章文峰

反型体异质结聚合物太阳能电池的研究    陶晨

有机/聚合物太阳能电池：活性层结构、形貌及光伏性能    薛丽丽

有机小分子太阳能电池的效率优化及衰减性研究    邹业

太阳能电池正面银浆的制备及其性能研究    郭桂全

硅基太阳能电池减反射层的制备    杨雪飞

基于虚拟仪器的太阳能电池性能测试系统研究    韩芝龙

太阳能光伏照明系统充放电性能检测装置设计    郝春成

硅基太阳能电池表面减反射结构的制备与表征    任霄峰

基于太阳能的嵌入式路灯控制系统的研究与应用    刘春

利用不同阴极缓冲层改善有机小分子Pentacene/C_（60）太阳能电池的性能    刘瑞

用电化学阻抗谱研究染料敏化太阳能电池的电子传输与复合特性    和川

三芳基咪唑的富勒烯衍生物的合成及其在CdSe量子点太阳能电池的应用    赵爱婷

太阳能电池CuInS_2薄膜和ZnS薄膜的制备与性能研究    张兴良

SCNTs和PPDIF应用于聚合物太阳能电池中的研究    白静璐