首页> 中文学位 >利用飞秒激光减小硅片表面相对反射率特性的研究
【6h】

利用飞秒激光减小硅片表面相对反射率特性的研究

代理获取

目录

摘要

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 飞秒激光简介

1.3 飞秒激光微加工的特点及应用

1.3.1 脉冲峰值功率极高

1.3.2 热效应较小

1.3.3 可加工的材料较多

1.4 飞秒激光诱导硅表面微结构的研究进展

1.5 本论文的研究目的和创新点

1.6 本论文的结构安排

2 硅表面微结构

2.1 硅的性质及表面微结构的应用

2.2 表面微结构对硅表面光学特性的影响机理

2.2.1 表面周期结构对硅片表面光学特性的影响机理

2.2.2 表面纳米结构对硅片表面光学特性的影响机理

2.3 本章小结

3 实验装置

3.1.2 微加工系统

3.2 硅表面形貌特征的表征

3.3 反射光谱的测试与分析方法

3.3.1 反射光谱测试装置

3.3.2 测试结果的分析方法

3.4 本章小结

4 微结构形状对硅片表面相对反射率的影响

4.1 实验材料

4.2 实验过程

4.2.1 样品的预处理

4.2.2 刻蚀

4.2.3 测试与表征

4.3 飞秒激光在硅片表面诱导不同形状微结构的表征与分析

4.3.1 相对反射率与微结构周期的关系

4.3.2 相对反射率与微结构形状的关系

4.4 本章小结

5 飞秒激光诱导硅表面圆锥状微结构研究

5.1 实验过程与刻蚀方法

5.2 飞秒激光诱导硅表面圆锥状微结构

5.3 圆锥状微结构的大面积制备

5.4 圆锥状微结构表面的光学特性

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

声明

展开▼

摘要

目前,能源危机和环境污染已经变成了一个严重的问题。发展新能源在当今世界变得越来越重要。太阳能也许被看作是一种可再生、取之不尽的清洁能源。但是,硅基太阳能电池的转换效率一直很低。为了获得高效率的硅基太阳能电池,减小太阳能电池表面的反射率非常重要。通常,采用表面纹理结构可以用于减小硅表面的光反射率。
  本文主要研究了利用飞秒激光刻蚀微结构来减小硅表面的相对反射率。全文主要包括两方面的研究内容:第一,利用飞秒激光表面直接刻蚀技术,分别在单晶硅和多晶硅表面上刻蚀了具有三角形、垂直凹槽、六边形和平行凹槽微结构的纹理表面,研究了在相同的实验条件下具有相同结构周期的微结构形状与硅表面相对反射率的关系。实验结果表明,飞秒激光刻蚀的微结构形状非常清晰均匀;在400-1000nm波长范围内,具有三角形微结构的纹理表面可以显著地减少入射光的反射。对单晶硅和多晶硅来说,它们的平均相对反射率分别为20%和15%。与此同时,研究了微结构周期对硅片表面相对反射率的影响。在微结构形状相同的情况下,样品表面的相对反射率随微结构周期的增大而逐渐增大。第二,研究了圆锥状微结构表面与单晶硅表面相对反射率的关系。首先,我们利用飞秒激光对单晶硅进行间隔为20μm的平行凹槽刻蚀,研究激光刻蚀深度对微结构和反射率的影响。实验结果表明,在刻蚀深度为20μm时,平行凹槽内出现了圆锥状微结构。然后,我们使用相同的刻蚀方法对单晶硅进行间隔为20μm的垂直凹槽刻蚀。发现在刻蚀深度为20μm时,刻蚀区域内出现了大面积的圆锥状微结构。从显微镜图可以发现,表面尖峰微结构的平均高度随着刻蚀深度的增大先增大后变小。在刻蚀深度为20μm时,刻蚀区域的颜色是最黑的,尖峰微结构的平均高度也是最高的。并得到了样品表面相对反射率随刻蚀深度变化的关系曲线。在刻蚀深度为20μm时,表面相对反射率也具有最低值。此时,平行凹槽和垂直凹槽微结构表面的相对反射率分别为15%和9%。这些实验结果对进一步减小硅表面反射率具有很重要的指导作用。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号