晶体硅太阳电池表面纳米线阵列减反射特性研究

作     者：梁磊 徐琴芳 忽满利 孙浩 向光华 周利斌 

作者机构：西北大学物理学系西安710069 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2013年第62卷第3期

页      面：335-341页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:61077006) 西北大学教学改革项目(批准号:07YKC22) 西北大学研究生自主创新项目(批准号:09YSY11)资助~~ 

主　　题：减反射 硅纳米线阵列 严格耦合波理论 金属催化硅化学刻蚀 

摘      要：为增强晶体硅太阳电池的光利用率,提高光电转换效率,研究了硅纳米线阵列的光学散射性质.运用严格耦合波理论对硅纳米线阵列在310—1127nm波段的反射率进行了模拟计算,用田口方法对硅纳米线阵列的表面传输效率进行了优化.结果表明,当硅纳米线阵列的周期为50nm,占空比为0.6,高度约1000nm时减反射效果最佳;该结构在上述波段的平均反射率约为2%,且在较大入射角度范围保持不变.采用金属催化化学腐蚀法,于室温、室压条件下在单晶硅表面制备周期为60nm,占空比为0.53,高度为500nm的硅纳米线阵列结构,其反射率的实验测试结果与计算模拟值相符,在上述波段的平均反射率为4%—5%,相对于单晶硅35%左右的反射率,减反射效果明显.这种减反射微结构能够在降低太阳电池成本的同时有效减小单晶硅表面的光反射损失,提高光电转换效率.