利用飛秒激光減小硅片表面相對反射率特性的研究.pdf

1、目前，能源危機(jī)和環(huán)境污染已經(jīng)變成了一個嚴(yán)重的問題。發(fā)展新能源在當(dāng)今世界變得越來越重要。太陽能也許被看作是一種可再生、取之不盡的清潔能源。但是，硅基太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率一直很低。為了獲得高效率的硅基太陽能電池，減小太陽能電池表面的反射率非常重要。通常，采用表面紋理結(jié)構(gòu)可以用于減小硅表面的光反射率。
　　本文主要研究了利用飛秒激光刻蝕微結(jié)構(gòu)來減小硅表面的相對反射率。全文主要包括兩方面的研究內(nèi)容:第一，利用飛秒激光表面直接刻蝕技術(shù)，分別

2、在單晶硅和多晶硅表面上刻蝕了具有三角形、垂直凹槽、六邊形和平行凹槽微結(jié)構(gòu)的紋理表面，研究了在相同的實(shí)驗(yàn)條件下具有相同結(jié)構(gòu)周期的微結(jié)構(gòu)形狀與硅表面相對反射率的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，飛秒激光刻蝕的微結(jié)構(gòu)形狀非常清晰均勻;在400-1000nm波長范圍內(nèi)，具有三角形微結(jié)構(gòu)的紋理表面可以顯著地減少入射光的反射。對單晶硅和多晶硅來說，它們的平均相對反射率分別為20％和15％。與此同時，研究了微結(jié)構(gòu)周期對硅片表面相對反射率的影響。在微結(jié)構(gòu)形狀相同的情

3、況下，樣品表面的相對反射率隨微結(jié)構(gòu)周期的增大而逐漸增大。第二，研究了圓錐狀微結(jié)構(gòu)表面與單晶硅表面相對反射率的關(guān)系。首先，我們利用飛秒激光對單晶硅進(jìn)行間隔為20μm的平行凹槽刻蝕，研究激光刻蝕深度對微結(jié)構(gòu)和反射率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在刻蝕深度為20μm時，平行凹槽內(nèi)出現(xiàn)了圓錐狀微結(jié)構(gòu)。然后，我們使用相同的刻蝕方法對單晶硅進(jìn)行間隔為20μm的垂直凹槽刻蝕。發(fā)現(xiàn)在刻蝕深度為20μm時，刻蝕區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了大面積的圓錐狀微結(jié)構(gòu)。從顯微鏡圖可以發(fā)現(xiàn)