硅太陽(yáng)能電池表面納米線陣列的光學(xué)特性研究

編號(hào)：CPJS04799

篇名：硅太陽(yáng)能電池表面納米線陣列的光學(xué)特性研究

作者：黃曉剛[1] ;王進(jìn)[2] ;高慧芳[2] ;張啟[2]

關(guān)鍵詞：硅納米線陣列 光吸收效率 時(shí)域有限差分法 金屬催化硅化學(xué)刻蝕

機(jī)構(gòu)： [1]海軍駐南京地區(qū)航空軍事代表室,南京210012; [2]中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所,南京210016

摘要： 為增強(qiáng)晶體硅太陽(yáng)能電池的光利用率,提高光電轉(zhuǎn)換效率,研究了硅納米線（Silicon nanowires,SiNWs）陣列的光學(xué)特性。首先運(yùn)用時(shí)域有限差分（Finite-Difference Time-Domain,FDTD）方法對(duì)硅納米線陣列在300~1100nm波段的吸收率進(jìn)行了模擬計(jì)算,并對(duì)硅納米線陣列的光吸收效率進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算。結(jié)果表明,當(dāng)硅納米線陣列的周期為600nm,填充比為0.7時(shí)硅納米線陣列的光吸收效率最大,可達(dá)32.93%。然后采用金屬催化化學(xué)刻蝕（Metal Assisted Chemical Etching,MACE）的方法,于室溫、室壓條件下在單晶硅表面制備了不同結(jié)構(gòu)的硅納米線陣列,并測(cè)試了其反射率R,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,表明硅納米線陣列相對(duì)于單晶硅薄膜,其減反射增強(qiáng)吸收的效果明顯。因此,在硅表面制備這種具有特殊形貌的微結(jié)構(gòu)不僅能降低太陽(yáng)電池的制造成本,同時(shí)還能大幅降低晶體硅表面的光反射,增強(qiáng)光吸收,提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。