摘 要

本文采用Ag辅助化学刻蚀法对多晶硅表面进行制绒，先在粗抛过的硅片上沉积银颗粒，再将其硅片置于 HF和HO的溶液中反应一段时间。其中HF为刻蚀剂，HO是氧化剂，接下来去除金属银颗粒，最后HNO、HF制绒。通过上述方法制备出的绒面结构称为陷光结构，就是所谓的黑硅结构，能降低反射率，提高电池的转换效率。本文采用控制变量法，主要研究了不同HNO溶液浓度以及沉积银颗粒时间和刻蚀反应时间下的多晶硅片绒面形貌。用扫描电子显微镜（SEM）对其进行了表征。

随着 AgNO浓度的升高硅片的反射率不断的下降，当浓度达到一定值时反射率开始趋于稳定而不再降低；沉积Ag颗粒时间对黑硅的反射率没有太大影响；反应随着制绒时间的加长，黑硅的反射率快速的下降，当超过一定值之后反射率不再降低。

关键词：Ag辅助化学刻蚀法 制绒 黑硅 反射率 表征

ABSTRACT

Using Ag-assisted chemical etching of poly-silicon surface texturing, first in the rough over the deposition of silver particles on silicon wafer, wafer placed it again HF and h o reaction in solution for some time. HF as Etchant, h o is antioxidant, next remove the metal silver, finally, HNO, HF etching. Prepared by the above method of pile structures called light trapping scheme, is called black silicon, reducing the reflection rate, improve the conversion efficiency of the battery. Using control variables, studied different HNO solution concentrations and deposition of silver and etching reaction time of multicrystalline textured appearance. Using a SEM to show it. As AgNO concentration increases the reflectivity of Silicon falling, when the concentration reaches a certain value reflection rate starts to stabilise rather than reduce; deposition of Ag particles on black Silicon reflectivity is not much impact response with the etching time is lengthened, black reflectivity of Silicon fast decline, when exceeding a certain value no longer reduces the reflectivity.

Key Words: Metal-catalyzed chemical etching(MCCE); Texturization technology; Black silicon; reflection; Investigate

目录

摘要 I

ABSTRACT II

目录 1

第一章 绪论 2

1.1 黑硅的出现、性能和应用 2

1.1.1 黑硅的制备 4

1.1.2 黑硅的性能和应用 5

1.2 黑硅的研究进展 5

1.3本文的研究意义和主要内容 6

第二章 多晶硅制绒及其表征 7

2.1 多晶硅制绒 7

2.1.1 硅片准备 7

2.1.2 银辅助化学刻蚀法制绒原理 8

2.1.3 多晶硅制绒过程 9

2.1.4 注意事项 10

2.2 制绒后多晶硅的表征方法 10

第三章 Ag粒子对多晶硅表面织构化的影响 13

3.1 AgNO浓度对绒面的影响 14

3.2 沉积银颗粒时间对绒面的影响 15

3.3预处理时间对绒面的影响 17

3.4 绒面分析 18

3.5 本章小结 19

第四章 总结 21

参考文献 22

致 谢 24

第一章 绪论

随着经济全球化的迅猛发展以及人口的持续增长，人类消耗了大量以石油、天然气和煤炭等为主的化石资源，能源危机越来越成为世界各国共同面对的一大难题。与之同时带来的就是大规模、不合理地运用化石能源产生的恶劣影响。比如严重的环境污染和生态破坏等一系列问题。这些都阻碍了社会经济发展甚至威胁到人类生存，现状堪忧，亟待改变。新能源的应用引起大家的重视，成为当今世界的热点话题。太阳能有很多其他能源所不具备的各种优势。人们早已将太阳能视为替代其他化石能源的救星，在未来的能源战略中举足轻重。

太阳的利用有两种方式：光热转换和光电转换。光伏发电就是用太阳能材料的光伏效应，把光能转换成电能，以此来实现光—电的转换。太阳能对光电转换材料的要求是光电转换效率的高，这也是评价晶硅太阳能电池片质量的重要因素[1]。想要增加材料吸收光线的能力，一个很关键的办法就是减少硅材料表面的反射。

目前主要有两种能够增长太阳能电池转化效率的办法。一种是在太阳能硅片上沉积减反膜，利用减少反射率的方法来增长转换效率 。但是减反膜有缺陷，受其自身性能局限。它是一个谐振结构，经常只会对某一个波段的光线产生作用，还对入射光线的角度有一些相应的要求；另一种是通过改变硅片表面的结构，让它产生很好的陷光作用来提高光电效率[4]。而现在太阳能电池生产线上的制绒工艺[5]就是用第二种方法，在硅片上表面形成微米量级的陷光结构，达到提升电池效率的目的；等离子体增强化学气相沉积（PECVD）工艺[7]则是用第一种方法，沉积减反膜减少反射率来提高电池效率。目前上述方法的工艺都已经相当成熟，相关人员要从技术本身进行突破是有难度的，所以怎么研究出一种目前没有的新技术，减弱反射率是热点。

1.1 黑硅的出现、性能和应用

黑硅是一种新型电子材料。这种材料能大范围增加光电转换效率。照字面意思理解，就是表面呈黑色的硅。一般情况而言，黑硅表面有一层特别的微纳米结构，这些结构的作用是什么呢?它能多次反射和吸收入射光，从而使得black silicon形成特别强的光吸收能力。黑硅是大家运用某些工艺作用在普通硅材料上，对其进行表面改性。通常而言，普通硅材料在反射可见-红外光使，它的反射率相当的高。然而黑硅却能够捕捉几乎所有太阳光。在近紫外至中红外波段的吸收效率尤其地高，超过了90％。

因此，黑硅在光伏领域前景喜人，大有可为。不仅如此，他也能用于制备超灵敏传感器。黑硅在不久的将来甚至能推翻现有的数字摄影技术，并能更加完善改进夜视仪。

相关图片展示：