项目名称: 低成本多孔黑硅材料可控制备及其太阳能电池研究

项目编号: No.51202238

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 无机非金属材料学科

项目作者: 袁国栋

作者单位: 中国科学院半导体研究所

项目金额: 25万元

中文摘要: 高成本工艺及低转换效率是制约太阳能电池大规模应用的两大瓶颈。本项目拟基于申请者多年无电极腐蚀黑硅工作经验,在我们前期实验观察到介孔p型黑硅及介孔n型黑硅微纳结构基础上,尝试基于该种低成本、简单可控、快速高效湿法无电极腐蚀工艺,研制大面积、高质量多孔黑硅材料,制备具有优良广谱吸收特性的介孔黑硅材料,研究不同掺杂浓度、不同导电类型硅材料与含HF电解质溶液接触的界面化学及物理机制,深入分析无电极腐蚀合成黑硅材料中硅/电解质界面载流子交换机制及介孔形成机理,观察腐蚀参数、硅本征电学性能参数与黑硅微观、介观几何结构及形貌之间的相互关系,分析黑硅纳米线阵列高度、线径、介孔尺寸、分布与对应太阳光谱吸收性能间的作用规律,深入探索黑硅电池有效分离及收集光生电子-空穴对的最佳途径,构建低成本、高转换效率的黑硅太阳能电池。

中文关键词: 黑硅;纳米级绒面;金属催化化学腐蚀;太阳电池;表面复合

英文摘要: Low cost and high efficiency are two competing factors in determining the wide applications of the solar cells. This project is based on our previous research works of the metal-assisted electroless etched black silicon. We systematically investigated the evolution of the micro- or nano-structures of black silicon nanowires as the resistivity of the silicon wafer increases. We successfully synthesized both the porous p-type silicon nanowires and porous n-type silicon nanowires via a one-step etching approch.We aim to focus on this novel, facile, easily-cotrolled and high efficiency method,to synthesize the large area and high quality black silicon materials with high absorption rate over a wide range of the solar spectra (from 250nm to 2500nm). We will investigate the effect of etching parameters, dopants concentration, conduction type and oritention on the micro- or nano-structures of the black silicon. We will try to figure out the charge carrier exchange mechanism at the Si/electrolyte interface, silicon dissolution chemistry, band bending and pores formation mechanism. We will focus on the correlation between etching parameters, intrinsic electrical properties of silicon and micro- or nano-structures of the black silicon. We will investigate the possible factors, which can enhance the optical absorption of t

英文关键词: black silicon;nano texture;metal assited chemical etching;solar cell;surface recombination

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