银纳米颗粒的制备及其对硅太阳电池性能的影响-论文.pdf

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1、●·26·材料导报B：研究篇2014年3月(下)第28卷第3期银纳米颗粒的制备及其对硅太阳电池性能的影响艾比布拉·阿布都拉，高斐，刘庭卓。，张英，刘生忠(I陕西师范大学材料科学与工程学院，西安710062；2陕西师范大学物理与信息技术学院，西安710062)摘要通过银镜反应和退火在玻璃衬底和硅太阳电池上制备了不同尺寸的银纳米颗粒。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外一可见一近红外分光光度计研究了银纳米颗粒的结构、形貌和光学特性。在AM1．5光照条件下具有银纳米颗粒的晶体硅太阳电池短路电流密度从2

2、8．4mAcm2增加到32．6mA／cm2，电池效率从12．9增加到14．4。关键词银纳米颗粒银镜反应退火硅太阳电池中图分类号：TB31；O43文献标识码：APreparationofAgNanoparticlesandItsEffectonthePerformanceofSiliconSolarCellsAIBIBUIAAbudula，GAOFei，LIUTingzhuo。，ZHANGYing，LIUShengzhong(1SchoolofMaterialsScienceandEngineering，Shaanxi

3、NormalUniversity，Xi’an710062；2SchoolofPhysicsandInformationTechnology，ShaanxiNormalUniversity，Xi’an710062)AbstractAgnanoparticleswithdifferentsizeswerepreparedonglasssubstratesandsiliconsolarcellsbysil—vermirrorreactionandannealing．Thestructures，morphologies，an

4、dopticalpropertiesofpreparedsilvernanoparti—cleswerestudiedbyX-raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，andUV-Vis-NIRspectrometer．ShortcircuitcurrentdensityofthecrystallinesiliconsolarcellswithAgnanoparticlesincreasedfrom28．4mA／cm2to32．6mA／cm2，andene

5、rgyconversionefficiencyincreasedfrom12．9tO14．4underAM1．5illumination．KeywordsAgnanoparticles，silvermirrorreaction，annealing，siliconsolarcells太阳能利用是解决未来能源问题的重要途径之一，太阳面和将具有银纳米颗粒的玻璃片放在标准硅太阳电池的表电池能直接从太阳获得电能，受到越来越多的关注。对于产面，研究了银纳米颗粒的形貌对电池光电转换性能的影响。业化来说，太阳电池需要降低成本¨】]。

6、薄膜太阳电池可以降1实验低电池成本，但是薄膜太阳电池的光吸收很低，导致电池效率不高】。增加薄膜太阳电池对光的吸收是提高电池效率首先将衬底分别用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗干的一种有效途径，已经提出许多方法增加电池光吸收_3“]。净，然后用氮气吹干。将浓度为0．208mol／L、体积为0．5金属纳米颗粒具有大的电场增强和很强的光散射，通过金属mL的氢氧化钠溶液(NaOH)加到浓度为0．039mol／L、体积纳米颗粒表面等离子体共振来增强局域吸收和光散射从而为40mI的硝酸银溶液中，然后将浓度为0．0013mol／L、体

7、提高电池的效率吸引了研究者的注意力l_5～。将金属纳米颗积为10mI的NH。·HO溶液逐滴加到上述混合溶液并搅粒直接制备在电池表面或背面，利用金属纳米颗粒的光散拌至溶液澄清透亮形成银氨溶液([Ag(NH。)。)。向银氨射，增加光在电池中的有效光程从而提高电池的效率[7]。溶液([Ag(NH。)。])中加入浓度为0．046mol／L、体积为1OD．Derkaces等报道了通过热蒸发将金纳米颗粒制备在电池mL的葡萄糖CH()。溶液。当溶液开始逐渐变黑时，将清表面，短路电流密度和填充因子分别增加了14．1和洗好的衬底竖直放

8、在溶液里。将反应温度和反应时间分别12．3_9J。WenLiu等研究了通过电子束蒸发和退火将银纳控制在6O℃和70S、90S、110S。反应之后将衬底取出，用去米颗粒制备在电池表面，短路电流密度增加14．2[1。然离子水冲洗干净，然后用氮气吹干。得到厚度为5rim、10而目前利用银镜反应制备银纳米颗粒并将其应用在太阳电nm和15nm左右的银膜。