具備光吸收增強(qiáng)效應(yīng)的銀納米顆粒層的制備及性能研究

2013-04-29 翟雨生 東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院

  薄膜太陽能電池作為一種太陽能電池的改進(jìn),降低了太陽能吸收層的厚度,從而降低了生產(chǎn)的材料成本,但這種優(yōu)勢(shì)被較低的光吸收效率所抵償,所以必須采取一定的陷光措施,其中金屬納米顆粒作為一種陷光結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于薄膜太陽能電池的光吸收增強(qiáng)中。

  目前制備薄膜電池表面的金屬納米顆粒的方法主要有,掩膜法,電子束刻蝕,納米壓印技術(shù)和熱蒸發(fā)退火法,前三種方法制備出的金屬納米顆粒陣列的大小和分布相對(duì)均勻但制備步驟復(fù)雜而且費(fèi)用較貴,不適宜大規(guī)模生產(chǎn);熱蒸發(fā)退火法是利用熱蒸發(fā)法在潔凈基底上鍍上一層幾十納米厚度的金屬膜,然后再保護(hù)氣體(如氮?dú)?的環(huán)境下退火一段時(shí)間,由于基底材料和金屬膜材料之間的受熱之后的應(yīng)變力不同,表面張力使得金屬薄膜裂解成納米顆粒,所以制備的陣列的顆粒大小分布相對(duì)較差,但成本較低,制備簡(jiǎn)單,適合大規(guī)模生產(chǎn)。

  針對(duì)目前對(duì)熱蒸發(fā)退火生長(zhǎng)參數(shù)方面沒有系統(tǒng)方面的研究,本文利用熱蒸發(fā)退火的方法制備Ag 納米顆粒,通過掃描電子顯微鏡,觀察在潔凈硅片表面熱蒸發(fā)制備出的薄膜厚度和退火得到的納米顆粒陣列的分布情況,來系統(tǒng)研究退火時(shí)間和退火溫度對(duì)納米陣列的大小分布的影響,從而優(yōu)化生長(zhǎng)參數(shù),以制備出大小可控,分布均勻的Ag 納米陣列。從而可以以較低生產(chǎn)成本制備出性能優(yōu)良的金屬納米陣列用于太陽能表面的光吸收增強(qiáng)。