黑硅太陽(yáng)電池
在晶硅材料表面制備一層納米量級(jí)的納米絨面,幾乎能陷住所有可見(jiàn)光,外觀為黑色的新型材料,被稱(chēng)為黑硅材料。黑硅太陽(yáng)電池具有一定高寬比的納米絨面,光相當(dāng)于入射到一個(gè)沒(méi)有明顯界面的介質(zhì),幾乎無(wú)反射,電池表面呈黑色。
相比于常規(guī)電池的減反(微米絨面+減反層),用黑硅制備的黑硅太陽(yáng)電池陷光光譜范圍寬(300~2500納米)、對(duì)入射光的接受角寬,從而更有利于提高實(shí)際組件的光電轉(zhuǎn)換效率。由于納米結(jié)構(gòu)表面過(guò)于尖銳,器件上表現(xiàn)為電流的提高,但是低的電學(xué)特性使得該結(jié)構(gòu)器件的效率并不高,后續(xù)還需繼續(xù)平衡電池的光學(xué)和電學(xué)特性。作為黑硅電池的關(guān)鍵材料黑硅,最初是美國(guó)哈佛大學(xué)的團(tuán)隊(duì)在1999年發(fā)現(xiàn)的。他們?cè)谘芯扛吣芗す鈱?duì)類(lèi)金屬表面的催化反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)在密閉低壓的SF6氣氛中采用超短脈沖激光對(duì)硅片表面進(jìn)行高能輻照,硅片表面的形貌形成了尖錐狀類(lèi)金字塔結(jié)構(gòu)。所制備的樣品可以吸收95%以上的可見(jiàn)光,其表面的反射率極低,導(dǎo)致該樣品在肉眼下呈黑色,故稱(chēng)黑硅。黑硅的制備方法主要有激光刻蝕法、等離子體干法刻蝕法和金屬催化化學(xué)刻蝕法。其中,金屬催化化學(xué)刻蝕法主要采用如Ag、Au、Cu等具有催化功能的金屬粒子隨機(jī)附著在硅表面,金屬粒子為陰極,硅為陽(yáng)極,同時(shí)在硅表面構(gòu)成微電化學(xué)反應(yīng)通道,在金屬粒子下方通過(guò)化學(xué)溶液快速刻蝕硅基底形成納米結(jié)構(gòu)。
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