單晶硅電池表面金納米顆粒的生長與作用.pdf

1、隨著能源問題的日益嚴(yán)峻，太陽能電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化得到快速發(fā)展，新的材料，新的結(jié)構(gòu)，新的工藝層出不窮。雖然太陽能電池發(fā)電擁有廣闊的發(fā)展前景，但是目前由太陽能電池轉(zhuǎn)化太陽能所獲得的電能相比于傳統(tǒng)能源仍然缺乏競爭優(yōu)勢。要使太陽能電池的大規(guī)模使用需要進(jìn)一步降低太陽能電池的制作成本，提高太陽能電池的效率。
　　降低太陽能電池的光學(xué)損失，通過表面修飾使更多光子進(jìn)入太陽能電池內(nèi)部是提高太陽能電池效率的重要途徑。目前市場上硅太陽能電池普遍采用表面

2、織構(gòu)和制備減反射膜的辦法，可以在此基礎(chǔ)上優(yōu)化納米陷光結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高太陽能電池的效率。在硅電池表面蒸鍍一層金薄膜，快速退火熱處理后固態(tài)脫濕制備出金納米顆粒，耦合太陽光形成表面等離子體，能夠有效地降低電池表面太陽光的反射。
　　本學(xué)位論文首先確定了金薄膜在平面襯底表面的脫濕演化，并在此基礎(chǔ)上對非平面的硅太陽能電池表面的脫濕進(jìn)行了系統(tǒng)分析。研究了硅電池表面金納米顆粒的退火形成機(jī)理，分析了其形貌、直徑大小與薄膜厚度，退火溫度的關(guān)系，深入分

3、析其成型機(jī)理。通過光學(xué)測試確定了通過退火條件和薄膜沉積等不同條件的控制，可以很大程度上改變金納米結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)，在非平面的硅太陽能電池表面的脫濕過程中，當(dāng)金膜比較厚的時(shí)候，觀察到了從均相脫濕到旋節(jié)線脫濕的演化。另外，相比平面襯底，硅太陽能電池表面的微米結(jié)構(gòu)對脫濕具有較大影響，并通過動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析，在硅金字塔結(jié)構(gòu)的頂部和底部存在不同的脫濕情況，該現(xiàn)象有利于研究太陽能電池的寬譜或者全譜陷光結(jié)構(gòu)。
　　通過溶液直接滴加沉積和熱脫濕方法