不同納米結(jié)構(gòu)減反射層對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18.8％，而其實驗室轉(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。常用的兩種方法是在襯底上生長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。
　　近年來，在拋光單晶硅襯底上生長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驗方法。通過控制硅納米線的長度和分布情況，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組對比實驗，獲得了反射率在15.1％到5.5％之間變化的樣品。得出的實驗結(jié)論是密而長的納米線具備更好的減反效果，但同時更高表面復(fù)合的存在也減低了電池的光電轉(zhuǎn)化效率。鑒于此，我們在軸向長度