单晶硅表面减反射微结构的优化研究

《单晶硅表面减反射微结构的优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级UDC编号硕士研究生学位论文论文题目：单晶硅表面减反射微结构的优化研究学院物理与电子信息学院专业名称光学工程研究生姓名马君郡学号13080300006导师姓名满石清职称教授2016年5月20日独创性声明摘要摘要单晶硅太阳电池作为光伏产业的一个重要组成部分，已经逐渐成为人们的研究热点。通过化学腐蚀的方法在硅片表面制作绒面结构则可大大降低太阳电池表面的反射率，增加光生电荷、提高短路电流等各项指标，从而在很大程度上提升电池的性能，降低生产成本。目前，国内外所研究的大多是在NaOH、KOH等碱性溶液中添加表面活性剂异丙醇(IPA)来对

2、硅片进行各向异性腐蚀。但是该体系中加入的IPA不仅价格昂贵，而且具有毒性，对人体危害很大。因此，传统的碱溶液并不利于工业化生产。本文旨在研究一种成本低廉、反射率较低的均匀绒面微结构制备技术以此来优化传统碱溶液制备工艺。实验使用自制的反应釜分别利用单一成分的Na2CO3溶液和由Na2CO3溶液与NaHCO3溶液组成的体系在事先设定好的不同条件下进行单晶硅绒面微结构的制备。用扫描电子显微镜和金相显微镜观察绒面形貌，用带积分球的紫外可见分光光度计测试样品表面的反射率。在综合对比分析实验结果之后，我们得出：使用单一成分的Na2CO3溶液制备出的

3、绒面微结构尺寸相对较大，并且不能完全覆盖整个硅片表面。溶液中加入适量的NaHCO3后能明显改善绒面结构的形貌。在Na--2CO3/NaHCO3混合溶液中，OH起着刻蚀硅片的关键作用，HCO3则发挥着传统碱溶液中IPA的作用。实验最终得出混合溶液中配置浓度为24wt%的Na2CO3和4wt%的NaHCO3，在90°C下腐蚀单晶硅片30min后，可以得到高质量的绒面微结构，此时覆盖率达到了100%，反射率也降到了最低值12.34%。关键词：单晶硅；太阳电池；绒面结构；反射率IAbstractAbstractThemonocrystallin

4、esiliconsolarcellsasanimportantcomponentofthephotovoltaicindustry,hasgraduallybecomeahotresearchtopic.Bychemicaletchingtechniquetexturingstructuresonthesurfaceofsiliconwaferscangreatlyreducethesurfacereflectivityofsolarcells,increasephotogeneratedcharge,improvetheshort-c

5、ircuitcurrentandotherindicators,withtheresulttoimprovetheperformanceofsolarcellsinalargeextentandreducetheproductioncost.Atpresent,mostofthestudiesbothathomeandabroadareNaOH,KOHandotheralkalinesolutionwithaddingsurfactantofisopropylalcohol(IPA)foranisotropicetchingofsili

6、conwafers.However,theIPAaddedinthesystemisnotonlyexpensive,butalsohastoxicity,whichdoesgreatharmtothehumanbody.Therefore,thetraditionalalkalinesolutionisnotgoodforindustrialproduction.Thispaperaimstoexploreakindoftexturizationtechnology,whichprepareslowreflectivityanduni

7、formtexturedmicrostructurewithlowcost.Itcanoptimizethepreparationprocessoftraditionalalkalinesolution.WeusedthesinglecomponentofNa2CO3andthesystemcomposedofNa2CO3andNaHCO3withaself-madeequipmenttofabricatemonocrystallinesiliconmicrostructureunderdifferentconditionsofseti

8、nadvancerespectively.Scanningelectronmicroscope(SEM)andmetallographicmicroscopeobservedthemorphologyoft