隨著電子產(chǎn)品越來(lái)越多的得到使用,人們對(duì)能源產(chǎn)品也越來(lái)越多的考慮綠色、智能、輕便、低成本等因素。在眾多的光伏器件之中硅器件憑借硅元素儲(chǔ)量豐富、器件集成度高、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)勢(shì)占據(jù)著主要市場(chǎng)。晶硅光伏器件根據(jù)自身的特性與市場(chǎng)的需求,制定柔性薄膜的發(fā)展路線,試圖降低原材料的用量、提高自身性能來(lái)平衡經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和生產(chǎn)成本。本文以降低晶硅光伏電池的厚度為出發(fā)點(diǎn),展開(kāi)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)與探究。主要工作內(nèi)容為:1,采用堿法腐蝕法、電化學(xué)腐蝕法以及自行探究的薄膜酸法刻蝕三種工藝加工黑硅,探究了刻蝕工藝中的參數(shù)變化對(duì)結(jié)構(gòu)形貌的影響。堿法刻蝕的結(jié)構(gòu)為金字塔型,電化學(xué)刻蝕加工的結(jié)構(gòu)為孔洞,薄膜酸法刻蝕的形狀與襯底的選擇有關(guān),沉積在玻璃上的薄膜,加工出的結(jié)構(gòu)為孔洞與裂紋,在柔性聚酰亞胺材料上加工出的結(jié)構(gòu)為裂紋。2,對(duì)比金字塔型黑硅與多孔型黑硅的光譜特性,結(jié)果表明,金字塔結(jié)構(gòu)可以大幅降低平面硅的反射率,多孔結(jié)構(gòu)黑硅更加契合背照式器件結(jié)構(gòu),可以有效的降低器件的透過(guò)率,表現(xiàn)出不同黑硅形貌對(duì)光譜特性的不同影響。3,設(shè)計(jì)兩種柔性黑硅薄膜的加工方案,一是利用化學(xué)減薄法將單晶硅片減薄為柔性薄膜,并利用電化學(xué)刻蝕法二次加工黑硅結(jié)構(gòu),成... 

【文章來(lái)源】： 于天一 電子科技大學(xué)

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

拋光硅（左）與黑硅（右）對(duì)比

、酸法、堿法、金屬輔助刻蝕法等多種方法。每一種加工方法都有著不同的微結(jié)構(gòu)形貌，可利用的光學(xué)特性也不盡相同。同時(shí)，黑硅的定義也逐漸發(fā)生了拓展，不再局限為飛秒激光加工出的微結(jié)構(gòu)硅，顏色也不僅僅局限為黑色，只要具有明顯的陷光能力的微結(jié)構(gòu)硅，都可以稱之為黑硅材料。如圖所示1-2所示，研究人員通過(guò)控制多層多孔硅的特征結(jié)構(gòu)尺寸，人為的控制其折射率變化，硅表面對(duì)不同的光的吸收效果不同，最終在人眼觀察下出現(xiàn)不同顏色[9]。這用技術(shù)方案可以應(yīng)用在四象限探測(cè)器之上，使得每個(gè)象限表現(xiàn)出不同的光譜響應(yīng)特性。圖1-2不同折射率的黑硅顏色。（a）綠色；（b）紅色；（c）紫色；（d）棕色黑硅作為一種新型材料，具有眾多優(yōu)良的特性，在諸多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，如極高的光吸收率和光敏感度，可以作為光電探測(cè)器的吸收層。利用黑硅的減反射

1.3黑硅在光電器件上的應(yīng)用2006年ZhihongHuang的團(tuán)隊(duì)公開(kāi)了一種利用飛秒激光加工的黑硅探測(cè)器，器件在800nm-1000nm波段范圍內(nèi)表現(xiàn)出了極高的響應(yīng)率，更值得關(guān)注的是該器件在1.31微米和1.55微米波段同樣具有響應(yīng)[12]。該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為出現(xiàn)硅禁帶寬度以外的光電響應(yīng)，得益于在飛秒激光加工黑硅時(shí)帶來(lái)的硫元素?fù)诫s和內(nèi)增益效應(yīng)的雙重作用。2014年國(guó)內(nèi)的研究團(tuán)隊(duì)將黑硅結(jié)構(gòu)應(yīng)用在四象限探測(cè)器之上，通過(guò)飛秒激光在六氟化硫氛圍加工黑硅，在帶來(lái)微結(jié)構(gòu)的同時(shí)引入了硫元素?fù)诫s，帶來(lái)新的雜質(zhì)能級(jí)，實(shí)現(xiàn)了響應(yīng)光譜的紅移，器件外觀如圖1-3所示[13]。隨后該團(tuán)隊(duì)又利用金屬輔助刻蝕方法加工黑硅四象限探測(cè)器，對(duì)比了前照式與背照式兩種不同結(jié)構(gòu)的探測(cè)器的性能，結(jié)果表明前照式器件的峰值響應(yīng)略高，但是背照式器件的峰值響應(yīng)波長(zhǎng)有所提高，而且極限波長(zhǎng)的響應(yīng)也有所提高[14]。結(jié)果證明無(wú)論哪種入光方式都有利于提升器件的性能。圖1-3黑硅四象限探測(cè)器

【參考文獻(xiàn)】：
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