大面積圖形化超薄單晶硅的制備及光性能研究.pdf

1、超薄光伏器件的硅吸收層厚度較薄，不足以吸收足夠的光子，光電轉(zhuǎn)化效率低。為了提高光電轉(zhuǎn)化效率，可將吸收層進(jìn)行圖形化加工，延長光在吸收層中的傳播路徑，從而增加光吸收。本文將紫外納米壓印、干法刻蝕、濕法刻蝕用于硅片的圖形加工，實現(xiàn)了在大面積超薄單晶硅片上的圖形化制備，進(jìn)一步調(diào)控了圖形的尺寸，增強(qiáng)了超薄硅片在寬波長范圍內(nèi)的光吸收。
　　首先，研究了超薄單晶硅片的制備方法。采用堿法腐蝕將厚硅片制成柔性更高的超薄硅片，探索出將厚硅片完全浸漬于

2、腐蝕液中的最佳工藝，既保證腐蝕后硅片厚度(20μm)的均勻性，又容易得到較大面積(3×3cm2)超薄硅片。
　　其次，研究了在超薄硅片上紫外納米壓印的最佳工藝。采用紫外納米壓印的方法制備刻蝕掩膜層，探索了兩種壓印膠在超薄硅片上的旋涂規(guī)律，研究了不同模板制備各種圖形化的壓印膠的最佳工藝（如:光柵模板，001膠，最佳轉(zhuǎn)速5500rpm）。
　　第三，首次將紫外納米壓印后硅片分別采用濕法刻蝕、干法刻蝕，在硅片的單面上進(jìn)行圖形化加工

3、。結(jié)果表明，經(jīng)不同模板壓印后，采用濕法刻蝕很難得到周期性好的圖形結(jié)構(gòu);采用干法刻蝕可以得到周期性、均勻性更好的圖形結(jié)構(gòu)。在相同的模板壓印條件下，研究了干法刻蝕的氣體種類、刻蝕時間對圖形化結(jié)構(gòu)的影響。對同一種壓印結(jié)構(gòu)來說，CF4∶Ar=50∶12sccm刻蝕氣氛下得到垂直的圖形;CF4∶O2=50∶6sccm刻蝕氣氛下得到錐形的圖形;SF6∶O2=15∶5sccm刻蝕氣氛下得到雙曲線狀的圖形?？涛g時間的增加會使上述三種圖形更加明顯，而功率