硅納米結(jié)構(gòu)的濕法刻蝕制備及在硅-PEDOT-PSS雜化太陽電池中的應(yīng)用.pdf

1、硅納米結(jié)構(gòu)/聚（3，4-亞乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）（poly(3,4-ethylene dioxythiophene)：poly(styrenesulfonate)，PEDOT：PSS）雜化太陽電池，有效地利用了晶體硅高的載流子遷移率和相應(yīng)納米結(jié)構(gòu)高效的光管理性能，以及有機(jī)材料薄膜簡便的溶液法制作過程，具有實現(xiàn)高性價比太陽電池的巨大潛力。本論文在利用廉價的濕法刻蝕制備硅納米結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，研究了不同硅納米結(jié)構(gòu)對硅/PEDOT：PS

2、S雜化太陽電池性能的影響，總結(jié)了實現(xiàn)較高性能納米結(jié)構(gòu)硅/PEDOT：PSS太陽電池的一般性研究思路。本論文的研究工作主要包括以下幾個方面：
　?。?）利用濕法化學(xué)（HF/AgNO3溶液）刻蝕，在 n型硅上制備了硅納米線陣列，研究了硅納米線陣列特征尺寸對相關(guān)太陽電池性能的影響，實現(xiàn)了7.1％的光電轉(zhuǎn)化效率（短路電流密度為33.91 mA/cm2，開路電壓為0.46 V，填充因子為0.45）。實驗發(fā)現(xiàn)，對于該結(jié)構(gòu)的雜化太陽電池，僅通過

3、對硅納米線陣列特征尺寸的調(diào)控，無法有效改善 PEDOT：PSS與納米結(jié)構(gòu)硅的界面接觸和高質(zhì)量電極的制備，導(dǎo)致該種結(jié)構(gòu)的太陽電池開路電壓和填充因子偏低；
　?。?）為了改善硅納米線陣列/PEDOT：PSS太陽電池低的開路電壓和填充因子，我們利用NaOH和HF/CH3COOH/HNO3對硅納米線陣列進(jìn)行處理，制備出了具有低高寬比的納米倒錐結(jié)構(gòu)。與具有較大高寬比的硅納米線陣列相比， PEDOT：PSS更容易與納米倒錐結(jié)構(gòu)實現(xiàn)保角包覆，提

4、高結(jié)的質(zhì)量，減少界面缺陷。同時研究發(fā)現(xiàn)，相對于PEDOT：PSS包覆的硅納米線結(jié)構(gòu)，在PEDOT：PSS上包覆的納米倒錐結(jié)構(gòu)上更容易實現(xiàn)高質(zhì)量電極的制備，從而獲得改善的電池性能。在沒有其他任何界面優(yōu)化的前提下，硅納米倒錐結(jié)構(gòu)/PEDOT：PSS實現(xiàn)了9.6%的光電轉(zhuǎn)化效率（短路電流密度為29.74 mA/cm2，開路電壓為0.53 V，填充因子為0.61）；
　　（3）為了降低硅納米線陣列的材料成本，我們利用濕法刻蝕在玻璃襯底上實