单晶硅表面减反射微结构的制备和表征

发布时间：2020-10-26 01:27

　　 太阳电池能直接将光能转和为电能,这对促进能源发展,保护环境具有重要意义。单晶硅太阳电池在太阳电池行业占据着重要地位,其硅表面制绒技术是太阳电池制备工艺中的重要组成部分。通过碱性溶液与硅片反应可以在硅表面形成金字塔形状的绒面结构,这使光线在金字塔结构之间进行多次反射,从而有效提高硅对光的吸收效率。本文发现使用磷酸钾和硅酸钾作为制绒试剂能有效降形成良好绒面形貌和提高硅绒面对光的吸收效率,探讨了硅绒面形貌结构和反射率随磷酸钾浓度、硅酸钾浓度、制绒时间、制绒温度的变化规律,以及制备形貌结构良好的金字塔绒面和反射率较低绒面的最佳浓度、温度和时间。我们发现随着磷酸钾浓度的增加,绒面金字塔尺寸显现出先变小后变大的趋势;磷酸钾溶液中加入少量的硅酸钾有利于形成良好的金字塔绒面。在磷酸钾/硅酸钾溶液体系中,随着制绒温度的升高,绒面金字塔尺寸显现出逐渐变小的趋势,金字塔覆盖率显现出先升高后降低的趋势。随着制绒时间的延长,绒面金字塔尺寸和覆盖率显现出逐渐减小的趋势。当磷酸钾和硅酸钾浓度均为0.5wt%、制绒温度为85℃、制绒时间为20min时,硅绒面反射率达到11.36%;当磷酸钾和硅酸钾浓度均为1wt%、制绒温度为60℃、制绒时间为40min时,硅绒面反射率达到10.48%;此两个条件下制备的硅绒面的反射率较为理想。当磷酸钾浓度为25wt%、硅酸钾浓度为2wt%、制绒温度为92℃,制绒时间分别为40min和60min时,金字塔的平均尺寸较小,分别为0.32μm和0.30μm,覆盖率为90%和100%。此两个条件下制备的金字塔微结构形貌最为理想。该研究提供了一种新的用于生产高效率的单晶硅硅太阳电池的方法。
【学位单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TN304.12;TM914.4
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究意义和背景
    1.2 本论文结构
    1.3 主要研究内容
第2章 文献综述
    2.1 太阳电池发展简介
        2.1.1 太阳电池发展背景
        2.1.2 太阳光谱简介
        2.1.3 太阳电池发展历程
    2.2 单晶硅太阳电池制绒简介
第3章 实验材料和方法
    3.1 单晶硅绒面化学方法制备机理
    3.2 实验总体方案
        3.2.1 单晶硅绒面制备条件优化
        3.2.2 单晶硅金字塔微结构制备
    3.3 主要实验原料和实验设备
        3.3.1 主要实验原料
        3.3.2 主要实验设备
第4章 单晶硅绒面制备条件优化
    4.1 引言
    4.2 金字塔绒面制备方法
    4.3 实验设计方案
    4.4 金字塔绒面的基本性质
        4.4.1 磷酸钾浓度对制绒的影响
        4.4.2 反应温度对制绒的影响
        4.4.3 硅酸钾浓度对制绒的影响
        4.4.4 反应时间对制绒的影响
    4.5 本章小结
第5章 单晶硅表面金字塔微结构制备
    5.1 引言
    5.2 金字塔微结构制备方法
    5.3 金字塔微结构及反射率最佳制备条件探讨
        5.3.1 金字塔微结构及反射率最佳制绒时间
        5.3.2 金字塔微结构及反射率最佳制绒浓度
        5.3.3 金字塔微结构及反射率最佳制绒温度
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文情况
致谢

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本文编号：2856274