單晶硅薄膜的制備及在太陽能電池、SERS中的應(yīng)用.pdf

1、提高單晶硅薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率、降低成本、提高制備面積，使太陽能電池更有效地應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中，是科研工作者致力研究的方向。本文采用濕法腐蝕、薄膜沉積、退火和薄膜轉(zhuǎn)移技術(shù)制備了納米多孔硅薄膜和柔性單晶硅薄膜太陽能電池，提高了太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率和制備面積。同時(shí)采用三維時(shí)域有限差分方法對(duì)納米薄膜進(jìn)行數(shù)值模擬，研究其物理機(jī)制，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果給予理論解釋。
　　⑴通過濕法腐蝕、濺射、退火等工藝，在單晶硅表面制備了金字塔型納米多孔硅抗

2、反射薄膜。實(shí)驗(yàn)上測得其反射率在300-1050 nm波長范圍內(nèi)小于2％，在現(xiàn)有的納米多孔硅抗反射薄膜文獻(xiàn)中達(dá)到最好結(jié)果。將其應(yīng)用于薄膜或塊體單晶硅材料的太陽能電池，可提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，本文使用周期性的單晶硅金字塔襯底作為模板，利用納米壓印方法制備聚合物太陽能電池抗反射薄膜。由于聚合物材料具有耐強(qiáng)酸堿性，柔軟和對(duì)可見光的高透射性，使得這種薄膜既可作為柔性薄膜太陽能電池的抗反射薄膜又可作為太陽能電池的保護(hù)膜，可被廣泛應(yīng)用于

3、各種柔性薄膜太陽能電池。
　?、苿?chuàng)新性地提出電極輔助轉(zhuǎn)移（Frame-Assisted Membrane Transfer, FAMT）技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)移技術(shù)，此方法的最大優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、可大面積的轉(zhuǎn)移納米薄膜。本文利用FAMT技術(shù)制備了大面積單晶硅和磷化銦材料的柔性薄膜太陽能電池。通過研究擴(kuò)散、退火、彎曲以及轉(zhuǎn)移對(duì)太陽能電池性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到1.7μm厚的柔性單晶硅薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為1.12％;1μm柔性磷化

4、銦薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為1％，其功率重量比已接近國際領(lǐng)先水平。此方法制備的薄膜太陽能電池不受基底材料的限制，提高柔性薄膜太陽能電池的適應(yīng)性，可將其廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活中。
　　⑶通過總結(jié)單晶硅金字塔腐蝕技術(shù)和金屬納米薄膜沉積技術(shù)，同時(shí)在調(diào)研現(xiàn)有周期性金字塔SERS襯底文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，本文首次在非周期性金字塔表面沉積金納米薄膜制備SERS襯底。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該襯底有效地提高了R6G探針分子拉曼光譜檢測的靈敏度、強(qiáng)度和均勻性，