本文選題：金屬輔助化學(xué)刻蝕 + 銅納米顆粒　； 參考：《昆明理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,化石能源日趨枯竭及其使用所產(chǎn)生的溫室氣體排放和環(huán)境惡化等問題使得開發(fā)利用可再生能源成為未來能源發(fā)展的共識。太陽能因其儲量無窮、不受地域限制、清潔無污染等優(yōu)點而備受關(guān)注。近年來,在世界各國的大力推動之下太陽能電池技術(shù)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,然而就目前而言,較高的發(fā)電成本仍然是阻礙其大規(guī)模運用的主要原因。業(yè)界普遍認(rèn)為：1)降低太陽能電池制作材料的用量及損耗,2)提高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率是有望實現(xiàn)低價光伏發(fā)電的重要手段。本文采用金屬銅納米顆粒輔助化學(xué)刻蝕技術(shù),通過對實驗參數(shù)進(jìn)行調(diào)控,以實現(xiàn)在單晶硅片表面可控引入不同微納米結(jié)構(gòu),如納米多孔結(jié)構(gòu)、金字塔結(jié)構(gòu)和金字塔-納米線二元復(fù)合結(jié)構(gòu)等,利用SEM、AFM和UV-vis等對不同微納米結(jié)構(gòu)的孔隙大小、金字塔大小和反射率進(jìn)行表征,分析其差異和原因,旨在進(jìn)一步提高硅基底對太陽光的吸收效率。1)多孔和金字塔結(jié)構(gòu)的引入研究,系統(tǒng)考察了不同參雜濃度硅片、不同制備參數(shù)(沉積刻蝕時間、刻蝕液配比、刻蝕時間、刻蝕溫度)對多孔結(jié)構(gòu)和金字塔形貌的影響。研究表明：多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率隨著納米銅顆粒的密度,刻蝕時間,刻蝕溫度和氧化劑濃度的增加而增大,孔徑大小范圍為50nm～3μm;金字塔結(jié)構(gòu)的大小隨著納米銅顆粒的密度,刻蝕時間,刻蝕溫度的增大和氧化劑濃度的減小而增大,金字塔底面直徑為0.1～3μm,高度為0.1～2μm。根據(jù)實驗結(jié)果,提出球棍模型對不同氧化劑條件下形成的多孔結(jié)構(gòu)和金字塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解釋。2)金字塔和金字塔-納米線二元復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)性能研究,考察了不同制備參數(shù)條件下獲得的金字塔和金字塔-納米線二元復(fù)合結(jié)構(gòu)樣品反射率特性。研究結(jié)果表明,與單晶硅片35%的反射率相比,金字塔結(jié)構(gòu)和金字塔-納米線二元復(fù)合結(jié)構(gòu)樣品的反射率都有明顯降低,分別為15%和5%左右,這有助于進(jìn)一步提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。
[Abstract]:With the rapid development of the global economy, fossil energy is increasingly exhausted and the greenhouse gas emissions and environmental degradation caused by the use of fossil energy make the development and utilization of renewable energy become the consensus of energy development in the future.Solar energy has attracted much attention because of its unlimited reserves, free from geographical restrictions, clean and pollution-free and so on.In recent years, solar cell technology has been developed by leaps and bounds under the impetus of various countries in the world. However, at present, high power generation cost is still the main reason that hinders its large-scale application.It is widely believed that reducing the consumption of solar cell materials and reducing the loss of solar cells are important means to improve the conversion efficiency of solar cells and to achieve low cost photovoltaic power generation.In this paper, the metal copper nanoparticles assisted chemical etching technique is used to control the experimental parameters to realize the controllable introduction of different microstructures, such as nano-porous structures, on the surface of single crystal silicon wafers.Pyramidal structure and pyramide-nanowire binary composite structure were used to characterize the pore size, pyramid size and reflectivity of different microstructures, and to analyze their differences and reasons.In order to further improve the absorption efficiency of solar light by silicon substrate, the porous structure and pyramid structure of silicon substrate were studied. The different preparation parameters (deposition etching time, etching solution ratio, etching time) were systematically investigated.The effect of etching temperature on porous structure and pyramid morphology.The results show that the porosity of porous structure increases with the increase of the density of copper nanoparticles, etching time, etching temperature and oxidant concentration, and the pore size is in the range of 50nm~3 渭 m, and the size of pyramid structure increases with the density of copper nanoparticles.The etching time, the etching temperature and the concentration of oxidant increased. The diameter of the pyramid was 0.1 渭 m and the height was 0.1 渭 m.Based on the experimental results, the spherical stick model was proposed to explain the porous and pyramid structures formed under different oxidant conditions. 2) the optical properties of pyramid and pyramide-nanowire binary composite structures were studied.The reflectance characteristics of pyramidal and pyramidal-nanowire binary composite structures obtained under different preparation parameters were investigated.The results show that the reflectivity of pyramidal structure and pyramidal-nanowire composite structure is about 15% and 5%, respectively, compared with the 35% reflectivity of single crystal silicon wafer.This helps to further improve the conversion efficiency of solar cells.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4;TB383.1

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本文編號：1752716