具備光吸收增強效應的銀納米顆粒層的制備及性能研究

2013-04-29 翟雨生 東南大學電子科學與工程學院

  薄膜太陽能電池作為一種太陽能電池的改進,降低了太陽能吸收層的厚度,從而降低了生產的材料成本,但這種優勢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構被廣泛應用于薄膜太陽能電池的光吸收增強中。

  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,納米壓印技術和熱蒸發退火法,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均勻但制備步驟復雜而且費用較貴,不適宜大規模生產;熱蒸發退火法是利用熱蒸發法在潔凈基底上鍍上一層幾十納米厚度的金屬膜,然后再保護氣體(如氮氣)的環境下退火一段時間,由于基底材料和金屬膜材料之間的受熱之后的應變力不同,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較差,但成本較低,制備簡單,適合大規模生產。

  針對目前對熱蒸發退火生長參數方面沒有系統方面的研究,本文利用熱蒸發退火的方法制備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,來系統研究退火時間和退火溫度對納米陣列的大小分布的影響,從而優化生長參數,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成本制備出性能優良的金屬納米陣列用于太陽能表面的光吸收增強。