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硅纳米线阵列太阳电池的性能分析

太阳能学报 2010年第1期31卷 27-32页

作者：方慧彭奎庆吴茵宋爽许颖朱静国家电子显微镜中心(北京) 北京100084 清华大学材料科学与工程系先进材料教育部重点实验室北京100084 北京市太阳能研究所北京100083

采用金属催化腐蚀法分别在(100)和(111)硅片表面制备出大面积垂直排列和倾斜排列的单晶硅纳米线阵列,垂直阵列在300～1000nm波段的平均反射率约为2.5%,倾斜阵列在该波段的平均反射率约为5%。基于垂直阵列和倾斜阵列制作的硅纳米线阵列... 详细信息

采用金属催化腐蚀法分别在(100)和(111)硅片表面制备出大面积垂直排列和倾斜排列的单晶硅纳米线阵列,垂直阵列在300～1000nm波段的平均反射率约为2.5%,倾斜阵列在该波段的平均反射率约为5%。基于垂直阵列和倾斜阵列制作的硅纳米线阵列太阳电池的最高转换效率分别为9.31%和11.37%。倾斜阵列电池的串联电阻比垂直阵列电池有所减小,使电池填充因子增大,性能有所提升。载流子复合是硅纳米线阵列太阳电池中电学损失的主导,使电池性能明显低于常规单晶硅电池。

关键词：硅纳米线阵列太阳电池双二极管模型少数载流子寿命

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硅纳米线阵列的制备及其光伏应用

太阳能学报 2006年第8期27卷 811-818页

作者：吴茵胡崛隽许颖彭奎庆朱静清华大学材料科学与工程系北京100084 北京市太阳能研究所北京100083

采用金属催化化学腐蚀方法在单晶硅片表面可以制备出大面积排列整齐、与原始硅片取向一致的硅纳米线阵列,得到的硅纳米线单晶性好、轴向可控且掺杂浓度不受掺杂类型和晶向的影响。基于此,我们成功制备了大面积硅纳米线p-n结二极管阵列... 详细信息

采用金属催化化学腐蚀方法在单晶硅片表面可以制备出大面积排列整齐、与原始硅片取向一致的硅纳米线阵列,得到的硅纳米线单晶性好、轴向可控且掺杂浓度不受掺杂类型和晶向的影响。基于此,我们成功制备了大面积硅纳米线p-n结二极管阵列。此外,硅纳米线阵列结构具有优异的减反射性能,探索了其在太阳电池中的应用。目前初步研制出了基于硅纳米线阵列的新型太阳电池,获得了最高为9.23%电池效率。同时也研究了限制硅纳米线阵列太阳电池转换效率的主要因素,为以后的应用做了前期的探索工作。

关键词：硅纳米线阵列减反射太阳电池

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硅纳米线阵列的制备及光伏性能

硅酸盐学报 2013年第1期41卷 29-33页

作者：蒋玉荣秦瑞平蔡方敏杨海刚马恒常方高河南师范大学物理与信息工程学院河南新乡453007 河南省光伏材料重点实验室河南新乡453007

在常温常压下,采用无电极金属催化化学腐蚀法在P型单晶硅片(100)基底上制备定向排列的硅纳米线阵列。研究了不同浓度硝酸银对纳米线阵列形貌、反射光谱性能的影响和具有电池雏形的硅纳米线阵列的光伏性能。结果表明:硝酸银浓度在0.02mo... 详细信息

在常温常压下,采用无电极金属催化化学腐蚀法在P型单晶硅片(100)基底上制备定向排列的硅纳米线阵列。研究了不同浓度硝酸银对纳米线阵列形貌、反射光谱性能的影响和具有电池雏形的硅纳米线阵列的光伏性能。结果表明:硝酸银浓度在0.02mol/L时为最佳配比;与普通绒面电池相比,硅纳米线阵列太阳能电池的光电转换性能明显优于普通绒面电池。用光谱响应分析手段分析硅纳米线电池光伏性能的影响因素,并提出解决办法。

关键词：硅纳米线阵列无电极金属催化法光谱反射率光伏特性

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硅纳米线阵列的光学特性

发光学报 2010年第6期31卷 894-898页

作者：周建伟梁静秋梁中翥王维彪中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039

在常温常压条件下,采用改进的金属催化化学腐蚀方法在n型单晶硅片（100）上制备了大面积垂直于硅衬底、直径均匀、排列整齐的硅纳米线阵列。分析了样品的表面形貌和反射谱,纳米线直径为1050 nm。在腐蚀时间分别为15,30,60 m in时,纳米... 详细信息

在常温常压条件下,采用改进的金属催化化学腐蚀方法在n型单晶硅片（100）上制备了大面积垂直于硅衬底、直径均匀、排列整齐的硅纳米线阵列。分析了样品的表面形貌和反射谱,纳米线直径为1050 nm。在腐蚀时间分别为15,30,60 m in时,纳米线长度分别为9,17,34μm。样品的减反射性能优异,在3001 000nm波段,得到了2.4%的反射率。初步分析了纳米线阵列的减反射机制和不同腐蚀时间样品的反射率差异。

关键词：金属催化化学腐蚀硅纳米线阵列减反射

硅纳米线阵列电极作为细胞色素c传感器的研究

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影像科学与光化学 2009年第2期27卷 87-94页

作者：杨坤陈欢赵文超王建涛王辉张晓宏中国科学院理化技术研究所纳米有机光电子实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100039

利用化学刻蚀法由p型硅片制备了硅纳米线阵列,经过表面去氧化层处理后,制备了检测蛋白质细胞色素c的电化学传感器.实验表明,硅纳米线阵列电极对细胞色素c有良好的电化学响应,并且在低浓度条件下具备线性响应的特点.根据与未经表面处理... 详细信息

利用化学刻蚀法由p型硅片制备了硅纳米线阵列,经过表面去氧化层处理后,制备了检测蛋白质细胞色素c的电化学传感器.实验表明,硅纳米线阵列电极对细胞色素c有良好的电化学响应,并且在低浓度条件下具备线性响应的特点.根据与未经表面处理的硅纳米线阵列电极的实验结果相对比,提出了细胞色素c所具备的羧基末端与硅纳米线阵列电极表面的Si-H相互作用从而改善传感性能的检测机理.

关键词：硅纳米线阵列电化学传感器细胞色素c

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无电金属沉积法硅纳米线阵列的制备研究

功能材料 2011年第2期42卷 369-372页

作者：吴军杨文彬何方方周元林董发勤四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地四川绵阳621010 西南科技大学材料科学与工程学院四川绵阳621010

采用无电金属沉积法在硅衬底上制备出了大面积规整的硅纳米线阵列,并对其形貌控制的影响因素和形成机理进行了研究。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对硅纳米线阵列和相应银枝晶的形貌和结构进行了表征。结果表明,硅纳米线阵... 详细信息

采用无电金属沉积法在硅衬底上制备出了大面积规整的硅纳米线阵列,并对其形貌控制的影响因素和形成机理进行了研究。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对硅纳米线阵列和相应银枝晶的形貌和结构进行了表征。结果表明,硅纳米线阵列的形貌受水热体系中溶液配比、温度和时间的影响,在温度为50℃、HF和AgNO3浓度分别为4.6和0.02mol/L的条件下,容易得到大面积排列规整的硅纳米线阵列,并且硅纳米线的长度为30～50μm,直径为200nm左右。无电金属沉积法为硅纳米线及其阵列的制备提供了一种设备简单、条件温和的制备方法。

关键词：硅纳米线阵列银枝晶无电金属沉积法制备

湿化学法制备硅纳米线阵列及其光电化学产氢性能分析

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无机化学学报 2015年第3期31卷 439-445页

作者：廖明佳乔雷肖鹏张云怀陈刚才周志恩贺小兰揭芳芳重庆化工职业学院化学工程系重庆400020 重庆大学化学化工学院重庆400033 重庆市环境科学研究院重庆401147 重庆大学物理学院重庆400033

为了探究不同方法条件下制备的硅纳米线阵列电极产氢性能异同,文中分别采用了两步金属辅助催化无电刻蚀法、一步金属辅助催化无电刻蚀法以及阳极氧化法来制备硅纳米线阵列用作为光电分解水电池光阴极材料。通过FESEM、XRD和UVVis-IR DR... 详细信息

为了探究不同方法条件下制备的硅纳米线阵列电极产氢性能异同,文中分别采用了两步金属辅助催化无电刻蚀法、一步金属辅助催化无电刻蚀法以及阳极氧化法来制备硅纳米线阵列用作为光电分解水电池光阴极材料。通过FESEM、XRD和UVVis-IR DRS等手段对实验样品的形貌、晶型、减反性表征,发现相比于其他2种方法所得硅纳米线样品,两步金属辅助催化无电刻蚀法制备的硅纳米线结构晶型保持更好,表面缺陷更少。光电化学测试表明两步金属辅助催化无电刻蚀法制备的硅纳米线光电化学性能表现最优,其光电流密度值是一步法的4倍,阳极氧化法的40倍;转移电荷电阻仅是一步法制备的硅纳米线阵列阻值的1/3,阳极氧化法制备的1/1 000。

关键词：硅纳米线阵列金属辅助催化无电刻蚀法光电化学产氢

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碱溶液修饰硅纳米线阵列绒面

光学学报 2012年第8期32卷 130-134页

作者：蒋玉荣秦瑞平边长贤杨海刚马恒常方高河南师范大学物理与信息工程学院河南新乡453007 河南省光伏材料重点实验室河南新乡453007 河南省新乡市第五职业中专河南新乡453007

提出用碱溶液修饰硅纳米线阵列制作太阳能绒面的方法。实验中首先采用金属催化化学腐蚀法在Si(100)基底上制备了定向排列的硅纳米线阵列,然后将纳米线阵列浸入碱溶液中进行修饰,修饰时间分别为10,30,50,60,90s。通过扫描电子显微镜(SEM... 详细信息

提出用碱溶液修饰硅纳米线阵列制作太阳能绒面的方法。实验中首先采用金属催化化学腐蚀法在Si(100)基底上制备了定向排列的硅纳米线阵列,然后将纳米线阵列浸入碱溶液中进行修饰,修饰时间分别为10,30,50,60,90s。通过扫描电子显微镜(SEM)对硅纳米线阵列进行形貌分析,采用太阳能测试系统附带的积分球测量纳米线阵列绒面结构的反射光谱。通过测量和分析发现硅纳线阵列在碱溶液中修饰30s时表面分布均匀,在400～1000nm波段的综合反射率低于4%。结果表明碱溶液修饰纳米线阵列的方法能够有效分散束状硅纳米线阵列,明显降低绒面的反射率,并且初步分析了碱溶液修饰硅纳米线阵列的分散机理。

关键词：材料硅纳米线阵列减反射金属催化化学腐蚀法各向异性

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一步纳米银催化刻蚀法制备多孔硅纳米线阵列

工程科学学报 2019年第7期41卷 922-928页

作者：何祖东耿超邱佳佳杨玺席风硕李绍元马文会昆明理工大学冶金与能源工程学院(复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室) 昆明650093 云南省能源研究院有限公司昆明650093 昆明理工大学新能源研究院昆明650093

通过采用一步纳米金属颗粒辅助化学刻蚀法(MACE)成功制备了多孔硅纳米线,并主要研究了硅片掺杂浓度、氧化剂AgNO3浓度以及HF浓度对硅纳米线阵列形貌结构的影响规律.研究结果表明:较高的掺杂浓度更有利于刻蚀反应的发生和硅纳米线阵列的... 详细信息

通过采用一步纳米金属颗粒辅助化学刻蚀法(MACE)成功制备了多孔硅纳米线,并主要研究了硅片掺杂浓度、氧化剂AgNO3浓度以及HF浓度对硅纳米线阵列形貌结构的影响规律.研究结果表明:较高的掺杂浓度更有利于刻蚀反应的发生和硅纳米线阵列的形成,这是由于高掺杂浓度在硅片表面引入了更多的杂质和缺陷,同时高掺杂浓度的硅片与溶液界面形成的肖特基势垒更低,更容易氧化溶解形成硅纳米线阵列;在一步金属辅助化学刻蚀法制备多孔硅纳米线阵列的过程中,溶液中AgNO3浓度对于其刻蚀形貌和结构起到主要作用,AgNO3浓度过低或过高时,硅片表面会形成腐蚀凹坑或坍塌的纳米线簇,Ag NO3浓度为0. 02 mol·L-1时,硅纳米线会生长变长,最终形成多孔硅纳米线阵列.随着硅纳米线的增长,纳米线之间的毛细应力会使得一些纳米线顶部出现团聚现象;且当HF溶液浓度超过4. 6 mol·L-1时,随着HF酸浓度的增加,硅纳米线的长度随之增加.同时,硅纳米线的顶部有多孔结构生成,且硅纳米线的孔隙率随HF浓度的增加而增多,这是由于纳米线顶部大量的Ag+随机形核,导致硅纳米线侧向腐蚀的结果.最后,根据实验现象提出相应模型对多孔硅纳米线的形成过程进行了解释,归因于银离子的沉积和硅基底的氧化溶解.

关键词：单晶硅硅纳米线阵列金属辅助化学刻蚀法多孔结构形成机理