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(shí)際應(yīng)用中受限于嚴(yán)重的復(fù)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(dāng)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(fù)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(kuò)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(fù)合的強(qiáng)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(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

p-n結(jié)形成圖

上海交通大學(xué)碩士學(xué)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(fù)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(xué)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(bào)導(dǎo)了利用金屬催化的氣-液-固(VLS)生長技術(shù)，這是可以實(shí)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(xué)碩士學(xué)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(qiáng)波動(dòng))，合金進(jìn)一步過飽和；也就是說，合金的實(shí)際濃度的溶液高于平衡態(tài)濃度。因而驅(qū)動(dòng)液-固界面處的組分的沉降來達(dá)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(gè)尋求系統(tǒng)最小自由能的過程一直繼續(xù)。因?yàn)檎魵?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(jī)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(dá)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(shí)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(kuò)展性而被認(rèn)為是有前景的。圖1.3氣-液-固生長機(jī)理[11]。Figure1.3SchematicillustrationoftheVLSnanowiregrowthmechanism[11].現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)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