納米絨面黑硅結(jié)構(gòu)能夠在不外加減反層的情況下獲得良好的陷光作用,但是在實際應(yīng)用中受限于嚴重的復合和較大寄生面積,因而,仍舊需要減反層和鈍化層,這在一定程度上削弱了黑硅結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢和發(fā)展。本論文采用了微米陣列結(jié)構(gòu)代替了傳統(tǒng)的納米尺寸絨面應(yīng)用到太陽電池當中。微米陣列結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑵骄瓷渎士刂圃?%之下,光吸收性能良好。研究發(fā)現(xiàn)具有良好徑向結(jié)的微米陣列結(jié)構(gòu)太陽電池可以通過提供電場來有效地抑制表面和俄歇復合。徑向摻雜的電池甚至顯示出與平面參照電池一樣好的內(nèi)量子效率,并且微米陣列結(jié)構(gòu)的少數(shù)載流子壽命幾乎與總表面積無關(guān)。隨著從完全擴散到核-殼結(jié)構(gòu)的突然變化,短路電流密度損失顯著降低,表明徑向p-n⁺結(jié)對抑制俄歇復合的強大效力。此外,與參照電池相比,具有徑向結(jié)的微米陣列太陽電池顯示出37%的效率增加,在未來有很大的應(yīng)用前景。 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

p-n結(jié)形成圖

上海交通大學碩士學位論文緒論41.2.2徑向p-n結(jié)和軸向p-n結(jié)圖1.2(a)徑向p-n結(jié)[8](b)軸向p-n結(jié)[9]。Figure1.2(a)Radialp-njunctionand[8](b)axialp-njunction[9].由于接觸方式不同，p-n結(jié)可以簡單分為兩類。如圖1.2所示，徑向p-n結(jié)[8]，顧名思義p型和n型是左右接觸的，光吸收方向和載流子傳輸方向相互垂直，能夠有效分離載流子，在一定程度上減少復合，提高器件性能。軸向p-n結(jié)[9]，就是p型和n型是上下接觸的，吸收方向和傳輸方向是一致的。1.3硅基陣列結(jié)構(gòu)的制備方法控制三維硅納米結(jié)構(gòu)形貌對它們的陷光特性和相應(yīng)的光伏應(yīng)用是至關(guān)重要的。為了控制納米結(jié)構(gòu)的各種幾何和形態(tài)參數(shù)，研究人員想出了很多方法，包括“自上而下”或“自下而上”方法，例如氣-液-固(VLS)生長、反應(yīng)離子蝕刻(RIE)，金屬輔助化學蝕刻(MaCE)等方法。接下來，我們主要介紹一下這三種方法。1.3.1氣-液-固生長1964年，Wagner等人[10]報導了利用金屬催化的氣-液-固(VLS)生長技術(shù)，這是可以實現(xiàn)自下而上制造Si納米線的最有效方法之一。如圖1.3所示[11]，在VLS

上海交通大學碩士學位論文緒論5方法中，金屬催化劑(例如Au)通過吸附蒸汽組分在高溫下形成液態(tài)合金液。由于某些原因(例如，溫度或蒸氣壓強波動)，合金進一步過飽和；也就是說，合金的實際濃度的溶液高于平衡態(tài)濃度。因而驅(qū)動液-固界面處的組分的沉降來達到合金系統(tǒng)最小的自由能。因此，隨著納米線晶體生長開始，只要蒸汽組分源不斷被提供，這個尋求系統(tǒng)最小自由能的過程一直繼續(xù)。因為蒸氣(攜帶固體成分)，液體(催化合金)和固體(沉淀的結(jié)構(gòu))相涉及，所以被稱為VLS生長機制。具體來說，通常使用硅烷(SiH4)或四氯硅烷(SiCl4)作為提供Si成分的氣體前體。一旦汽化的生長物質(zhì)到達被金屬納米顆粒覆蓋的基板表面并且基板溫度保持在Au-Si合金的共晶溫度以上，則液態(tài)合金液滴可以被硅原子過飽和[12]。然后，可以通過從催化合金中沉淀Si來生長Si納米線結(jié)構(gòu)。在實現(xiàn)Si納米結(jié)構(gòu)的幾種方法中，VLS生長技術(shù)由于其工藝簡單性和適用于大面積器件制造的潛在可擴展性而被認為是有前景的。圖1.3氣-液-固生長機理[11]。Figure1.3SchematicillustrationoftheVLSnanowiregrowthmechanism[11].現(xiàn)在已經(jīng)進行了若干基于這些VLS生長的納米線制造徑向p-n+結(jié)太陽電池的深入研究，并且相應(yīng)地研究它們的光伏特性。然而，對于用VLS法生長的納米線，發(fā)現(xiàn)即使最小濃度的催化Au原子仍然存在于Si中的摻雜劑或深能級陷


本文編號：3362392