全液相两步法金属辅助化学刻蚀制备多晶黑硅太阳能电池

Si的导带底和价带顶在 K空间处于不同的 K值, 所以是间接带隙半导体;而且它的金刚石结构使它有 C1410 ?和C2600 ?的高熔点和沸点。由于它的这些特性,使得 Si 在许多领域得到了广泛的应用,譬如:目前微电子技术的广泛使用便是利用了单晶硅在电子学方面有良好的特性; Si有很高的机械性能指标[11] ,这让它在机电一体化领域中被普遍使用。但是,由于硅材料在可见-红外波段有很高的反射率,这使得它在太阳能电池领域的应用受到了限制。所以,通过一些全液相两步法金属辅助化学刻蚀制备多晶黑硅太阳能电池第一章序言 2 技术来降低其在短波范围内的反射率,成为了它能够在太阳能电池领域被广泛应用的关键,而黑硅就是这样一种技术。 1997 年, 美国哈佛大学的 Eric. Mazur 和他的研究生[12] 用极强的激光束在六氟化硫( SF 6)和氯气( Cl 2)气氛下来回照射硅片时,在其表面出现了一种圆锥形的尖峰状结构,当用肉眼观测拥有此类结构的硅片时发现它显现黑色,所以被叫做“黑硅”。其微观结构如图 1 -1所示。由于黑硅表面的这种纳米陷光结构,使得它在短波范围内有极低的反射率,这很好的弥补了硅材料本身的缺陷。图1 -1 Eric. M. 小组获得的“黑硅”结构随着现有太阳能电池工艺逐渐走向成熟,越来越多的人开始提出这样一种想法: 既然产线上可以通过制绒在硅片上得到微米陷光结构,那可不可以将黑硅的纳米陷光结构很好的嫁接到现有的微米结构上呢?2002 年彭奎庆等[13] 人利用金属辅助刻蚀法在 SiC 上得到了黑硅结构,由于其方法简单, 易于结合到现有的太阳能电池片制作工序中而备受人们关注。图 1-2 是彭奎庆等人测得的 SEM 图,从图中可以看到黑硅的确是一种纳米量级的微结构而且结构排列整齐,由于吸收系数大而使它呈现黑色。图1 -2 SiC 刻蚀 15s 和 45s 的 SEM 图