硅的化学刻蚀及其在光伏中的应用

【摘要】硅纳米线因其独特的光学，电学和热力学等性能而在光电器件，传感器等方面具有广阔的应用前景。本文利用金属辅助催化刻蚀方法制备了大面积的硅纳米线阵列，并将其应用到有机-无机杂化太阳电池中。1.金属退火结合湿法化学刻蚀制备硅纳米线和纳米孔。经过热动力学分析，确定了薄膜沉积厚度和退火温度对形貌的决定性影响。刻蚀后银球在硅基底上可以得到硅纳米孔，带孔的银薄膜在硅基底上可以得到硅纳米线。2.使用纳米球模板结合金属催化刻蚀的方法实现对硅线参数的精确控制。通过聚苯乙烯纳米球作为媒介，得到了带有规则孔径的金薄膜作为刻蚀硅纳米线的模板，小孔的直径决定了刻蚀得到的硅纳米线的直径，刻蚀的时间则决定了纳米线的长度，从而实现对制备硅线的精确控制。光学测试发现，直径，长度和周期共同决定了硅纳米线阵列的减反性能。3.制备硅-PEDOT:PSS杂化光伏器件，用四甲基氢氧化铵（TMAH）和甲基化处理硅线进行对比，发现甲基化的器件暗电流低于TMAH处理的器件，效率也提高了28%。经过五氯化磷2.0h处理的纳米线的器件得到了12.00%的器件转化效率。对器件暗电流的拟合分析，光学模拟以及电压和电流分布图谱的绘制对硅纳米线阵列在杂化太阳能电池中的作用提供了更全面的认识。
【作者】刘瑞远；
【导师】孙宝全；
【作者基本信息】苏州大学，材料学，2014，硕士
【关键词】硅纳米线阵列；金属辅助湿法刻蚀；表面处理；杂化太阳能电池；

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