多孔硅的制備及其在太陽能電池上的應用.pdf

1、隨著社會和科技的進步，我們對能源的需求越來愈多。目前大量使用的常規(guī)能源不僅數(shù)量有限，而且對地球環(huán)境嚴重污染和破壞生態(tài)平衡。太陽能是無毒無害、用之不盡的綠色能源，所以發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)很有必要。
　　影響太陽能電池效率的兩個重要因素，一是電池表面的光發(fā)射，使入射光能量受損，降低了入射光的利用率；另一個是制備電池的晶硅半導體材料，由于硅的禁帶寬度限制，使得電池只對入射光中的可見光區(qū)響應率較高，導致很大一部分光子能量不能被吸收利用，也會影

2、響電池效率。因此，降低電池表面的光發(fā)射或者使用光波轉(zhuǎn)換材料提高電池響應譜與入射光譜之間的匹配，是提高電池效率的重要途徑。針對這些，本論文對多孔硅陷光效應和下轉(zhuǎn)換發(fā)光效應進行一系列研究。實驗中通過納米銀顆粒催化腐蝕制備多孔硅陷光結(jié)構(gòu)降低電池表面的光發(fā)射，利用電化學腐蝕法制備出發(fā)光多孔硅后，對顆粒表面化學修飾，配成溶劑旋涂于電池表面來增加電池對紫外光區(qū)光子的吸收利用，這些都能提高電池效率。取得的主要創(chuàng)新性成果如下:
　　(1)分析了電

3、池片表面光發(fā)射隨反應溫度及腐蝕時間的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)反應溫度在30℃～40℃時，制備出的多孔硅陷光效果最佳；而隨著腐蝕時間的延長，多孔硅結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)規(guī)律變化，相應的電池片光發(fā)射出現(xiàn)先逐漸降低然后有所升高的現(xiàn)象，腐蝕時間在2～5min時電池片表面反射率在可見光范圍內(nèi)低于5％。
　　(2)研究了電化學腐蝕法制備發(fā)光多孔硅的腐蝕工藝，利用光致熒光光譜探究了多孔硅的光致發(fā)光規(guī)律。當電流密度較小時，延長腐蝕時間，多孔硅發(fā)光會逐漸增強，但不宜過長；

4、且隨著電流密度的增大，多孔硅層的厚度增加，而多孔硅的發(fā)光強度增強。PL光譜顯示多孔硅的發(fā)光峰位通常位于600nm～700nm，而電流密度變化影響較小。
　　(3)研究了電解液的體積濃度配比和硅襯底對多孔硅發(fā)光性能的影響。發(fā)現(xiàn)電解液體積濃度比為:V(HF)∶ V(C2H5OH)=1∶1時腐蝕的多孔硅發(fā)光強度較好；而使用輕摻P型硅片制備的多孔硅發(fā)光強度更強，時效性也更好。
　　(4)利用光致熒光光譜探究了在電流密度較大時腐蝕的多