硅太阳能电池的红外线研究

对碳基化石燃料的日益依赖可能会对全球环境造成不可逆转的损害。基于无污染光伏发电技术的结晶硅有望在从碳到硅的发电转型中发挥主导作用。由于硅晶片几乎占光伏转换成本的50%，因此较薄的晶片在降低生产成本方面非常有效。因此，迫切需要开发用于更薄硅晶片的替代器件配置和处理方法。硅片要经过清洗工艺、减薄工艺、织构化工艺和部分透明化工艺。在这项工作中，通过硅的光学传输被研究为晶片厚度的函数。为了提高性能，使用定制设计的后红外（IR）透射测量系统测量了表面形态、光学性能和带隙附近的光学透射。具有纹理表面的硅晶片比切割后的平面硅晶片具有更多的光吸收。

由于碳的消耗，燃料使用量的增加导致了环境的恶化。太阳能发电（PV）是一种新的发电技术，它将成为主要的能源，而能源的变化将是由太阳能引起的。一般情况下，太阳能发电的发电效率为50%，通过提高发电效率来提高效率。。因此，必须在现有的基础上，对水资源管理系统的配置进行变更。可持续发展必须通过发展进程、提高进程、技术进程和技术分离进程来实现。这是一个关于硅和光学材料的问题。通过采用红外辐射防护系统，提高防护等级、防护等级和防护等级。

自过去十年以来，基于硅片的光伏模块产量增长了30%以上。通常，硅的成本几乎占光伏面板的50%。从历史上看，降低成本的途径已经通过更薄衬底形式的Si的经济使用而实现；目前的硅晶片在150–200 m厚。硅光伏技术几乎是基于单面太阳能电池的专有技术，其中光从前表面入射，背面完全金属化。双面太阳能电池是一种新兴的太阳能电池配置，其中前表面和后表面上的电网图案相同。这种设备配置有可能通过捕捉来自后表面的散射光产生比单面太阳能电池更多的功率。双面太阳能电池中具有挑战性的问题是确保在复合之前，在背面附近吸收的光生电子空穴对被正面发射器收集。该实验可以通过使用适当的表面纹理方法来完成，可以增强光捕获并吸收后红外（NIR）。文献中广泛研究了具有不同表面形态和背面反射器的各种不同双面配置的光学特性。尽管晶片厚度的减小转化为较小的复合损耗和较大的开路电压；吸收也减少了。

在70–80℃的温度下，预计时间为1小时45分钟。接下来，将测量IR传输数据。图2（b）显示了使用比例为1:10的HF:HNO3进行蚀刻的过程。然后，将Si wafertextured浸入比例为1:10的HF∶HNO3溶液中1小时45分钟。然后，对晶片进行漂洗并用氮气干燥。红外透射数据记录在（600–1200）nm波长和25 nm亚波长之间。图2（c）显示了在200μm厚度的硅片上进行膏状黑色蚀刻表面（BES）膏状工艺的工艺流程。接下来，对Si晶片进行氧化处理。在1100℃的温度下，估计产生接近350Ǻ的氧化层的时间为1小时30分钟。然后将尺寸为4cm x 4cm的Si晶片切割。将EMD Chemicals Company生产的含有炭黑和n-甲基-2-吡咯烷酮的BES浆料放置在掩模上，同时将Si晶片放置在掩膜下。之后，将蚀刻后的硅晶片在350℃的炉中加热90秒。接着，将硅晶片在1%的KOH中在40℃下浸泡1分钟。将BES浆料从硅片上剥离后，将硅片置于10%KOH溶液中，在70℃下放置1小时15分钟。然后，使用去离子（DI）水冲洗Si晶片，并用氮气干燥。

基于图3中描述的光学配置，开发了一个简单的实验装置，用于表征作为波长函数的近红外透射。该系统设计用于测量近红外和远红外（IR）范围内的光学传输系统，特别是波长。计算机控制的红外单色仪用于在所需范围内改变波长。来自te单色仪的光谱可变光正常入射在被测样品上（SUM）。来自总和的透射光被聚焦透镜收集到InGaAs光电探测器上。光电探测器的输出连接到一个锁定放大器，该放大器连接到一台计算机。用基于LABVIEW的计算机程序测量作为波长函数的强度变化。

审核编辑 黄宇