不同納米結(jié)構(gòu)減反射層對(duì)單晶硅太陽能電池效率的影響.pdf

1、近來，隨著研究和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，太陽能電池將在傳統(tǒng)能源領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。硅系太陽能電池，特別是單晶硅太陽能電池的科研和生產(chǎn)已經(jīng)相對(duì)成熟和穩(wěn)定。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，單晶硅太陽能電池在工業(yè)水平的轉(zhuǎn)化效率可達(dá)18.8％，而其實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化效率為23.4％?？梢?，二者之間還存在著很大的差距，這就促使我們不斷地研究和開發(fā)新的制造工藝來提高單晶硅電池的工業(yè)轉(zhuǎn)化效率。根據(jù)光伏基礎(chǔ)理論，光學(xué)和電學(xué)損失是決定太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率的重要因素。其中，光學(xué)損失包括表面反射，

2、阻塞損失和材料本身的光譜響應(yīng)。在光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，人們探索了多種減少反射的方法，以便提高轉(zhuǎn)化效率。減反射層作為減少光學(xué)損失的有效手段，一直是近年來的研究熱點(diǎn)。常用的兩種方法是在襯底上生長(zhǎng)具有不同折射率的異質(zhì)層或制備同質(zhì)的絨面。相比于異質(zhì)減反射層，絨面同質(zhì)減反射層在制備方法和與襯底的鍵和方面表現(xiàn)出了更多的優(yōu)勢(shì)。
　　近年來，在拋光單晶硅襯底上生長(zhǎng)納米線作為減反射層的眾多方法引起了廣泛的關(guān)注。這些方法包括氣-液-固相外延，化學(xué)氣相

3、沉積，電化學(xué)沉積，激光燒蝕，干法刻蝕和濕法刻蝕等。其中，金屬催化濕法刻蝕，由于更簡(jiǎn)單的工藝過程和低成本操作使得其在工業(yè)生產(chǎn)水平制備高性價(jià)比的減反射層成為可能。最近，有研究者制備了一種兼有金字塔和納米線二重結(jié)構(gòu)的絨面減反射層，這樣可獲得反射率低至0.9％的優(yōu)質(zhì)減反射層。制備減反射層的目的在于提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率，但是化學(xué)刻蝕法制備的減反射層是非理想的光生載流子傳輸層。由于高表面復(fù)合存在，低反射率的減反射層往往并不能有效提高轉(zhuǎn)化效率。<

4、br>　　本文介紹的是分別采用HF/AgNO。溶液和HF/H2O2溶液兩步相繼刻蝕15.6×15.6 cm2 P型制絨單晶硅襯底制備硅納米線的實(shí)驗(yàn)方法。通過控制硅納米線的長(zhǎng)度和分布情況，制備出了兼具金字塔和線形雙重結(jié)構(gòu)并呈現(xiàn)出不同反射率的減反射層。通過8組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，獲得了反射率在15.1％到5.5％之間變化的樣品。得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是密而長(zhǎng)的納米線具備更好的減反效果，但同時(shí)更高表面復(fù)合的存在也減低了電池的光電轉(zhuǎn)化效率。鑒于此，我們?cè)谳S向長(zhǎng)度