【摘要】：隨著能源問(wèn)題的日益嚴(yán)峻,太陽(yáng)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(yáng)能電池發(fā)電擁有廣闊的發(fā)展前景,但是目前由太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能所獲得的電能相比于傳統(tǒng)能源仍然缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。要使太陽(yáng)能電池的大規(guī)模使用需要進(jìn)一步降低太陽(yáng)能電池的制作成本,提高太陽(yáng)能電池的效率。降低太陽(yáng)能電池的光學(xué)損失,通過(guò)表面修飾使更多光子進(jìn)入太陽(yáng)能電池內(nèi)部是提高太陽(yáng)能電池效率的重要途徑。目前市場(chǎng)上硅太陽(yáng)能電池普遍采用表面織構(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(yáng)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(yáng)光形成表面等離子體,能夠有效地降低電池表面太陽(yáng)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(duì)非平面的硅太陽(yáng)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,深入分析其成型機(jī)理。通過(guò)光學(xué)測(cè)試確定了通過(guò)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(yáng)能電池表面的脫濕過(guò)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(yáng)能電池表面的微米結(jié)構(gòu)對(duì)脫濕具有較大影響,并通過(guò)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(yáng)能電池的寬譜或者全譜陷光結(jié)構(gòu)。通過(guò)溶液直接滴加沉積和熱脫濕方法的比較。實(shí)現(xiàn)金納米顆粒與硅太陽(yáng)能電池的有效結(jié)合,通過(guò)分析熱處理對(duì)電池自身的影響和有金薄膜沉積之后的影響,并基于實(shí)驗(yàn)過(guò)程,用FDTD solutions光學(xué)仿真軟件對(duì)電池表面的金納米顆粒增強(qiáng)光吸收過(guò)程進(jìn)行了理論計(jì)算,研究發(fā)現(xiàn)熱處理脫濕金薄膜獲得的金納米顆�？梢詫�(duì)硅太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)效率增強(qiáng)。
[Abstract]:With the increasingly serious energy problems, the research and development of solar cells and industrialization have been rapid development, new materials, new structures, new processes emerge in endlessly. Although solar power generation has a broad development prospects, but the current solar energy from the conversion of solar energy is still lack of competitive advantage compared with traditional energy. It is necessary to reduce the production cost of solar cells and improve the efficiency of solar cells. Reducing the optical loss of solar cells and making more photons into solar cells through surface modification is an important way to improve the efficiency of solar cells. At present, silicon solar cells generally use the methods of surface texture and antireflection film preparation, which can further improve the efficiency of solar cells by optimizing the structure of nano-trapping light. Gold nanoparticles were prepared by vaporizing a layer of gold film on the surface of silicon battery after rapid annealing and dehumidification. Surface plasmas were formed by coupling solar light, which can effectively reduce the reflection of solar light on the surface of the cell. In this dissertation, the dehumidification evolution of gold thin films on the surface of planar substrates is first determined, and the dehumidification on the surface of non-planar silicon solar cells is systematically analyzed. The formation mechanism of gold nanoparticles on the surface of silicon battery was studied. The relationship between the morphology, diameter and thickness of the film and annealing temperature was analyzed, and the forming mechanism was analyzed. The optical properties of gold nanostructures can be changed to a great extent by the control of annealing conditions and thin film deposition, which can be used to dehumidify the surface of non-planar silicon solar cells. When the gold film is thicker, the evolution from homogeneous dehumidification to desiccant is observed. In addition, compared with the planar substrate, the micron structure of the silicon solar cell surface has great influence on the dehumidification, and through the dynamics analysis, there are different dehumidification conditions at the top and the bottom of the silicon pyramid structure. This phenomenon is helpful to study the wide spectrum or full spectrum trapping light structure of solar cells. The methods of direct drop deposition and thermal dehumidification were compared. To realize the effective combination of gold nanoparticles and silicon solar cells, by analyzing the effect of heat treatment on the battery itself and the effect of gold film deposition, and based on the experimental process, FDTD solutions optical simulation software was used to calculate the optical absorption process of gold nanoparticles on the surface of the solar cell. It was found that the gold nanoparticles obtained from the dehumidified gold film could enhance the efficiency of the silicon solar cell.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM914.4

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6 吳|，

本文編號(hào)：2306086