賀春林，楊雪飛，馬國(guó)峰，王建明，才慶魁

（沈陽(yáng)大學(xué) 遼寧省先進(jìn)材料制備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110044）

由于能源危機(jī)和環(huán)境污染等因素，人類需要開(kāi)發(fā)新型能源.太陽(yáng)能因取之不盡、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)成為了人們研究的重點(diǎn).近年來(lái)，太陽(yáng)能電池的研究已取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，但是依然存在光電轉(zhuǎn)換效率低和成本高兩大難題，因此，提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和降低成本是太陽(yáng)能電池開(kāi)發(fā)的研究熱點(diǎn).硅材料由于光電轉(zhuǎn)換效率高，生態(tài)影響小和硅元素儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn)，至今依然是太陽(yáng)能電池的主要材料.在硅基太陽(yáng)能電池的制備中，制備減反射結(jié)構(gòu)是一道重要的程序，通常采用制絨和沉積減反射膜技術(shù).制絨就是把相對(duì)光滑的硅片表面通過(guò)腐蝕，使其凹凸不平，形成漫反射，絨面的產(chǎn)生能夠有效地降低光的反射率［1-2］.沉積減反射膜一般采用化學(xué)氣相沉積、等離子體化學(xué)氣相沉積和濺射等技術(shù)，在晶體硅表面沉積一層60～100nm的TiOx（x≤2）、SiNx和SiO2以起到減反射作用.硅表面經(jīng)過(guò)處理制成絨面結(jié)構(gòu)后，反射率大大降低，太陽(yáng)能電池的效率也隨之提高.絨面制備一般包括化學(xué)刻蝕［3］、機(jī)械刻槽［4］、光刻法［5］和反應(yīng)離子刻蝕［6］等方法.化學(xué)刻蝕雖然存在著絨面不均勻、結(jié)構(gòu)不均勻等問(wèn)題，但考慮到操作過(guò)程和成本，它仍然是目前應(yīng)用最為廣泛的制絨方法.化學(xué)刻蝕包括傳統(tǒng)酸、堿刻蝕和近年來(lái)出現(xiàn)的貴金屬粒子輔助刻蝕.貴金屬粒子輔助化學(xué)刻蝕是一種新型的制備減反射層方法，與傳統(tǒng)的加工技術(shù)相比，貴金屬粒子輔助化學(xué)刻蝕技術(shù)因操作簡(jiǎn)單、不需要精密設(shè)備、反應(yīng)迅速和可批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注.本文綜述了化學(xué)刻蝕硅制備太陽(yáng)能電池減反射結(jié)構(gòu)的主要方法、刻蝕機(jī)理、特征及應(yīng)用等最新進(jìn)展.

1 堿性刻蝕

1.1 機(jī) 理

堿性刻蝕方法通常應(yīng)用于單晶硅太陽(yáng)能電池絨面的制備，利用各向異性腐蝕在單晶硅表面形成金字塔結(jié)構(gòu).各向異性腐蝕是指硅的不同晶向具有不同的腐蝕速率［7］，其機(jī)理尚存爭(zhēng)議，目前最具說(shuō)服力的是Seidel于1990年提出的電化學(xué)模型［8］.電化學(xué)模型認(rèn)為各向異性腐蝕是由于硅表面懸掛鍵的密度和背鍵結(jié)構(gòu)、能級(jí)不同而引起的.圖1示出了硅單晶金剛石結(jié)構(gòu).在堿溶液中，硅單晶在（100）與（111）面的腐蝕速度不同，（100）面的腐蝕速度大于（111）面，以致在［100］晶向的硅片上形成表面為（111）面的四方椎體，也就是通常所說(shuō)的“金字塔”結(jié)構(gòu).圖2所示為“金字塔”結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程和掃描電鏡圖.在堿溶液腐蝕過(guò)程中，堿溶液主要反應(yīng)物是OH-，整個(gè)反應(yīng)為

圖1 硅單晶金剛石結(jié)構(gòu)Fig.1 Diamond configuration of single-crystalline silicon

圖2 濕化學(xué)法刻蝕單晶硅金字塔結(jié)構(gòu)Fig.2 Preparation of pyramid structures on monocrystalline silicon surface with wet chemical etching

1.2 溶 液

1.2.1 堿溶液

在工業(yè)生產(chǎn)中使用的堿溶液主要是NaOH或KOH.通常利用NaOH或KOH與異丙醇的混合溶液來(lái)刻蝕單晶硅，刻蝕后的硅表面反射率可以控制在12%以下［9］.使用NaOH或KOH與異丙醇的混合溶液為刻蝕溶液時(shí)，反應(yīng)需要一定的溫度，通常為80℃左右.異丙醇的加入對(duì)硅片反射率有很大的影響.堿溶液刻蝕過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的氫氣氣泡，氣泡附在硅基體表面后隔絕了溶液與基體的接觸，而異丙醇可將反應(yīng)中所產(chǎn)生的氫氣氣泡分離出去，起著起泡劑的作用，且可以增加金字塔結(jié)構(gòu)的尺寸.異丙醇添加的劑量對(duì)金字塔結(jié)構(gòu)的形成有重要影響，如果添加劑量少，對(duì)反應(yīng)沒(méi)有促進(jìn)作用；但添加劑量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致各晶向的腐蝕速率接近，達(dá)不到金字塔制絨的目的.由于異丙醇有毒性，且成本高，人們也在尋求新的添加劑以取代異丙醇.無(wú)水乙醇是一種可以替代異丙醇的溶液，使用無(wú)水乙醇也能得到異丙醇所起的作用，并且無(wú)水乙醇價(jià)格低，無(wú)污染，可重復(fù)性也很高，在生產(chǎn)中有很高的應(yīng)用價(jià)值.

1.2.2 堿性鹽溶液

利用碳酸鈉（Na2CO3）等堿性鹽溶液刻蝕單晶硅也能得到像使用NaOH或KOH溶液所獲得的金字塔結(jié)構(gòu).Na2CO3是強(qiáng)堿弱酸鹽，在水中會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，水解后會(huì)產(chǎn)生OH-，隨后的反應(yīng)過(guò)程與堿溶液的腐蝕過(guò)程相同；并且，Na2CO3溶液中或起著異丙醇的作用，可優(yōu)化表面結(jié)構(gòu)，由于溶液體系中不使用異丙醇，不僅可使成本大幅度降低，且還不會(huì)污染環(huán)境.但是，與NaOH和異丙醇體系相比，Na2CO3溶液不能均勻刻蝕硅片表面，在一些區(qū)域會(huì)有白斑存在［10］，同時(shí)該溶液可重復(fù)性差，這使該溶液很難在工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模使用.

2 酸性刻蝕

2.1 機(jī) 理

酸性刻蝕是適用于多晶硅制絨的一種方法，由于多晶硅的晶向不確定，因此單晶硅的堿性刻蝕不適用于多晶硅.酸性刻蝕多晶硅是各向同性刻蝕，即各個(gè)晶向的腐蝕速率相同.多晶硅的酸性刻蝕通常采用的是HF-HNO3的酸腐蝕體系，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程可表示為［11］

其中，n表示分離一個(gè)Si原子平均需要的電荷數(shù)量，h＋表示正電荷或者空穴，e-表示電子.

2.2 溶 液

酸性刻蝕多采用HF-HNO3系統(tǒng)，即刻蝕溶液主要由HF與HNO3組成，而如果刻蝕液僅由HF與HNO3組成，由于反應(yīng)程度過(guò)于劇烈，釋放出大量的熱量，因此需要在刻蝕溶液中加入其他液體溶液來(lái)稀釋，以起到減緩反應(yīng)速度的作用.通常可用H2O或CH3COOH來(lái)稀釋，這兩種物質(zhì)不參加反應(yīng).與H2O相比，CH3COOH可在更廣泛的范圍內(nèi)稀釋而保持HNO3的氧化能力，因此，在生產(chǎn)中多采用CH3COOH來(lái)稀釋刻蝕溶液以控制反應(yīng)速度.在HF-HNO3系統(tǒng)中，一般會(huì)加入少量的鹽類（NH4NO2或 N aNO2）來(lái)誘發(fā)反應(yīng)，以減少初始反應(yīng)時(shí)間.

酸性刻蝕多先是在硅基體表面形成凹坑結(jié)構(gòu)，后再在其上沉積減反射薄膜.硅基體在酸腐蝕過(guò)后，會(huì)在表面形成一層彩色的多孔硅膜，多孔硅表面會(huì)形成SiOx，不利于減反射薄膜的沉積，因此在生產(chǎn)中通常將多孔硅膜清洗掉.

實(shí)際上，多孔硅本身就有很好的減反射作用.由于化學(xué)腐蝕后形成了多孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)光線照射入孔中，會(huì)在孔中發(fā)生多次反射，光幾乎被硅基體吸收，從而達(dá)到減反射的效果.由于多孔硅制備簡(jiǎn)單，具有多孔特性、粗糙表面、低折射系數(shù)以及吸收光譜藍(lán)移等特點(diǎn)，成為一種很好的硅太陽(yáng)電池減反射膜材料［12］.但是制備多孔硅一般采用電化學(xué)陽(yáng)極腐蝕的方法，硅片與電極須達(dá)到歐姆接觸，此法也不適于大面積太陽(yáng)能電池工業(yè)生產(chǎn).

利用HF-HNO3溶液化學(xué)腐蝕方法制備多孔硅表面形貌與電化學(xué)陽(yáng)極氧化方法制備的多孔硅表面形貌相似.多孔硅膜的減反射性能良好，在可見(jiàn)光區(qū)可達(dá)到1.5%～2.9%［13］.多孔硅表面不僅因多孔結(jié)構(gòu)降低陽(yáng)光反射率，且還因其表面形成的SiOx可作為減反射膜，進(jìn)一步促進(jìn)減反射效果.利用酸性刻蝕方法制備的多孔硅減反射膜，有可能取代先酸腐蝕后再沉積減反射膜的方法.

3 貴金屬粒子輔助刻蝕

3.1 機(jī) 理

貴金屬粒子輔助刻蝕硅制備太陽(yáng)能電池減反射層，是指在硅基體表面利用不同方法沉積一層貴金屬粒子，然后在含有HF和氧化劑的溶液中進(jìn)行刻蝕.貴金屬粒子催化機(jī)理尚存在廣泛的爭(zhēng)議，目前比較流行的說(shuō)法是在貴金屬粒子沉積的地方會(huì)形成局部的原電池［14-15］，氫在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，硅在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解.反應(yīng)的機(jī)制可用如下方程式來(lái)說(shuō)明.

貴金屬輔助刻蝕的整個(gè)反應(yīng)過(guò)程可用圖3表示：首先，刻蝕液中的氧化劑與氫離子反應(yīng)形成空穴，空穴會(huì)注入硅中，硅會(huì)被注入的空穴所氧化，然后刻蝕液中的HF將氧化后的硅溶解.由于空穴濃度在硅與貴金屬界面處達(dá)到最大值，因此沉積貴金屬粒子的硅的刻蝕反應(yīng)也只在貴金屬粒子周圍進(jìn)行.如果硅與貴金屬界面處的空穴消耗速率小于空穴注入速率，那么空穴就會(huì)擴(kuò)散到?jīng)]有貴金屬覆蓋的地方或者擴(kuò)散到刻蝕后所形成的孔側(cè)壁處，結(jié)果在這些地方形成一些微孔.

圖3 金屬輔助化學(xué)刻蝕過(guò)程示意圖［16］Fig.3 Scheme of process involved in metal-assisted chemical etching［16］

3.2 溶 液

3.2.1 一步刻蝕法

一步刻蝕法是利用HF與氧化性的貴金屬鹽溶液刻蝕硅基體，即將硅基體置于HF與貴金屬鹽溶液直接進(jìn)行刻蝕，刻蝕之前不需要進(jìn)行沉積貴金屬粒子的過(guò)程.通常使用的貴金屬鹽溶液中以AgNO3應(yīng)用最廣，使用HF與貴金屬鹽溶液刻蝕硅基體后能夠得到排列相對(duì)均勻的納米孔和納米線結(jié)構(gòu).最近人們通過(guò)理論分析和數(shù)值計(jì)算，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體納米線具有極低的光反射率［17］，因此納米線結(jié)構(gòu)對(duì)太陽(yáng)能電池研究有重要的意義.目前，硅納米線的制備方法主要有：激光燒蝕法［18］、物理蒸發(fā)法［19］、液相法和化學(xué)氣相沉積法［20］等.這些方法制備的硅納米線的取向各不相同，納米線會(huì)纏繞在一起或成為樹(shù)枝狀，并且制備納米線需要的設(shè)備復(fù)雜，對(duì)環(huán)境要求比較高，因此造成生產(chǎn)成本較高.利用貴金屬粒子輔助刻蝕的方法能克服以上諸缺點(diǎn)，適于制備取向一致的納米線結(jié)構(gòu).

使用HF與貴金屬鹽溶液刻蝕硅，刻蝕液中的溶液濃度配比決定了硅納米線的形貌.例如，在HF與AgNO3的刻蝕液中，如果AgNO3的濃度低，那么不能在硅表面形成納米線結(jié)構(gòu)，甚至只在硅表面上形成淺的腐蝕坑；如果AgNO3的濃度高，則會(huì)導(dǎo)致表面納米線束的消失并形成無(wú)序的結(jié)構(gòu)；與AgNO3相比，HF對(duì)刻蝕后納米線的形貌影響較?。?1］.使用HF與貴金屬鹽溶液制備納米線，不僅適于晶體硅表面，也適應(yīng)于非晶硅薄膜［22］.非晶硅薄膜刻蝕時(shí)，納米線長(zhǎng)度由刻蝕時(shí)間和AgNO3濃度決定.硅納米線和非晶硅薄膜均為低反射率的材料，因此在非晶硅薄膜上制備納米線結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)一步增強(qiáng)光吸收，為提高太陽(yáng)能薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率和降低成本提供了一種可行的方法.

3.2.2 兩步刻蝕法

兩步刻蝕的方法是指首先利用物理或化學(xué)方法在硅基體表面沉積一層貴金屬粒子，然后將硅片浸入HF與氧化劑的溶液中進(jìn)行刻蝕，形成多孔硅.Li和Bohn［23］首先報(bào)道了采用金屬輔助化學(xué)刻蝕的方法制備多孔硅的技術(shù)，貴金屬粒子優(yōu)異的催化能力增強(qiáng)硅在HF-氧化劑溶液中的刻蝕，在硅的表面能夠形成納米尺寸和微米尺寸的大小不同的孔.可以與HF組成刻蝕液的氧化劑有很多種，包括H2O2［24］，Na2S2O8［25］，KMnO4［25］和K2Cr2O7［25］等，而不同的氧化劑也會(huì)對(duì)刻蝕過(guò)程產(chǎn)生不同的影響.例如，使用 KMnO4和K2Cr2O7為氧化劑時(shí)，當(dāng)其濃度達(dá)到0.1M以上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些氟硅酸鹽的沉淀；而在使用H2O2和Na2S2O8為氧化劑時(shí)就沒(méi)有沉淀產(chǎn)生.

貴金屬粒子的沉積是貴金屬輔助刻蝕的一個(gè)重要過(guò)程，沉積方法有多種［26］，包括化學(xué)鍍、電鍍、濺射鍍和蒸鍍等.化學(xué)鍍貴金屬粒子的技術(shù)比較成熟、操作簡(jiǎn)單、成本低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)；但化學(xué)鍍的缺點(diǎn)也很明顯，化學(xué)鍍時(shí)貴金屬的沉積容易受到溶液運(yùn)動(dòng)的影響，造成金屬粒子的分布不均勻，從而對(duì)刻蝕硅表面的形貌產(chǎn)生影響.物理氣相沉積貴金屬粒子通常是指蒸鍍和濺射鍍，蒸鍍、濺射鍍相對(duì)于化學(xué)鍍，貴金屬粒子可以得到一定程度的控制，所形成的貴金屬粒子也更加均勻，且由于是在真空環(huán)境下進(jìn)行，不容易受到雜質(zhì)的污染，環(huán)境對(duì)貴金屬粒子的沉積影響很小.電鍍方法技術(shù)并不成熟，但是由于其有可能與陽(yáng)極氧化相結(jié)合，成為貴金屬粒子催化刻蝕的熱點(diǎn)之一.

HF與氧化劑的濃度對(duì)刻蝕后的形貌有很大的影響，不同的濃度組合會(huì)得到凹坑、柱形和椎形孔等不同結(jié)構(gòu)［27］，因此，也會(huì)對(duì)刻蝕硅減反射性能有很大的影響.硅基體表面沉積的貴金屬粒子狀態(tài)決定所形成的結(jié)構(gòu)是多孔結(jié)構(gòu)或納米線結(jié)構(gòu)，如圖4所示.當(dāng)貴金屬粒子比較分散時(shí)，形成的是多孔結(jié)構(gòu)，而當(dāng)貴金屬粒子覆蓋了大部分的硅基體時(shí)，刻蝕后就會(huì)形成納米線結(jié)構(gòu).

圖4 不同形狀的貴金屬粒子（上行）催化刻蝕后形成不同形貌的結(jié)構(gòu)（下行）Fig.4 Scheme of typical morphologies of etched structures（below）induced by metal catalysts with differently shaped noble metals（above）

4 堿性刻蝕與貴金屬粒子輔助刻蝕結(jié)合法

堿性刻蝕與貴金屬粒子輔助刻蝕結(jié)合的方法，即是首先在硅表面利用堿性刻蝕方法制備金字塔結(jié)構(gòu)，然后再在金字塔結(jié)構(gòu)上沉積一層Ag粒子，最后利用Ag粒子輔助刻蝕來(lái)制備多孔金字塔結(jié)構(gòu).Qi等［28］成功制備出了這種多孔金字塔的結(jié)構(gòu)，多孔金字塔結(jié)構(gòu)的制備過(guò)程如圖5所示.首先利用KOH溶液刻蝕硅制備金字塔結(jié)構(gòu)，然后再利用化學(xué)鍍的方法于金字塔結(jié)構(gòu)上沉積Ag粒子，最后在HF-H2O2刻蝕液中進(jìn)行刻蝕.在刻蝕過(guò)程中，刻蝕時(shí)間需要嚴(yán)格的控制，刻蝕時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致金字塔結(jié)構(gòu)崩塌.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間控制在30s以內(nèi)，可得到理想的結(jié)構(gòu).實(shí)驗(yàn)制備的多孔金字塔結(jié)構(gòu)具有較低的反射率，圖6對(duì)比了這種結(jié)構(gòu)與堿性刻蝕和Ag粒子輔助刻蝕的硅片反射率，從圖中可以看出，這種結(jié)構(gòu)的反射率比其他兩種刻蝕方法的反射率更低.Cao等［29］利用磁控濺射的方法在金字塔結(jié)構(gòu)上沉積Ag也制備出低反射率的多孔金字塔結(jié)構(gòu).

經(jīng)過(guò)這種方法處理后的硅基體不僅具有優(yōu)異的減反射性能，還具有超疏水性，因此使用這種結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池可具有自清潔功能.此外，這種結(jié)構(gòu)也可應(yīng)用于光學(xué)及光電子學(xué)領(lǐng)域.

圖5 硅表面制備多孔金字塔結(jié)構(gòu)的過(guò)程Fig.5 Fabrication procedure for creating porous hierarchical structures on the silicon surface

圖6 不同刻蝕結(jié)構(gòu)的光反射譜圖Fig.6 Light reflection spectrum of different etching structure

5 貴金屬輔助刻蝕與掩膜法結(jié)合法

5.1 PS納米球模板

利用貴金屬粒子輔助刻蝕的方法制備減反射結(jié)構(gòu)，刻蝕后形貌并不容易控制，而與模板法相結(jié)合就可實(shí)現(xiàn)對(duì)刻蝕形貌的控制.納米球模板法與貴金屬粒子輔助刻蝕法相結(jié)合制備減反射結(jié)構(gòu)，即是在硅基體上，利用聚合物球（PS）為模板，然后進(jìn)行金屬粒子輔助刻蝕.圖7描述了這種方法的操作過(guò)程［30］.第一步，在硅基體沉積一層單分散的PS球，通常使用自組裝的方法進(jìn)行操作；第二步，減小PS球的尺寸，使用反應(yīng)離子刻蝕（RIE）的方法能夠有效地控制PS球的尺寸；第三步，利用蒸鍍技術(shù)沉積一層貴金屬薄膜；第四步，在 HFH2O2溶液中進(jìn)行化學(xué)刻蝕；第五步，移除PS球；第六步，去除貴金屬膜.在整個(gè)過(guò)程中PS球起到了掩膜的作用，在PS球覆蓋的區(qū)域不發(fā)生反應(yīng)，而只在貴金屬粒子沉積的區(qū)域發(fā)生反應(yīng)，從而形成了圓柱形的納米線.通常，利用自組裝的方法形成的PS球尺寸比較大，會(huì)使刻蝕后的結(jié)構(gòu)達(dá)不到納米級(jí)，因此需要減小PS球的尺寸，使用RIE的方法能夠有效地減小PS球的尺寸，從而達(dá)到對(duì)納米線的要求.使用納米球模板法與貴金屬粒子輔助刻蝕法相結(jié)合制備減反射結(jié)構(gòu)，能有效地控制刻蝕后納米線取向，這種取向與硅片取向相關(guān).文獻(xiàn)報(bào)道，在Si（100）和Si（111）硅片上可制備出垂直于基體的納米線，而在Si（110）和Si（113）硅片上形成的納米線則是傾斜的［31］.

圖7 結(jié)合納米球模板法與金屬輔助化學(xué)刻蝕法的刻蝕過(guò)程Fig.7 Scheme showing the processes in a method combining nanosphere lithography and metal-assisted chemical etching

5.2 AAO模板

使用圖7所示工藝雖然能夠制備出比較有序的納米線結(jié)構(gòu)，但是組裝的納米球尺寸通常都比較大，在用RIE法刻蝕后，納米球的尺寸雖然變小，但是納米球分布的密度也變小了，因此使用這種方法很難得到高密度的納米線團(tuán)簇.陽(yáng)極氧化鋁（AAO）上分布著均勻的孔隙結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)或進(jìn)行擴(kuò)孔可控制孔隙的尺寸，因此AAO是一種非常理想的模板.

Huang等［32］使用AAO模板法獲得了有序的納米線結(jié)構(gòu)，制備的過(guò)程如圖8所示.首先將AAO／PS薄膜轉(zhuǎn)移到硅基體上，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，PS膜起到了固定AAO膜的作用，轉(zhuǎn)移之后，使用氧等離子體將PS膜去除.然后通過(guò)濺射的方法在AAO／Si上沉積一層Ag粒子，隨后將Ag／AAO／Si放入由HF與H2O2組成的刻蝕液中進(jìn)行刻蝕，HF將AAO膜溶解掉，于是Ag粒子沉積到硅基體上，并使銀粒子處的硅迅速反應(yīng)，結(jié)果在沒(méi)有Ag粒子沉積的孔隙處形成了納米線.利用此方法得到的納米線形貌、密度和尺寸取決于陽(yáng)極氧化鋁的孔隙尺寸和形貌，以及Ag粒子的沉積厚度.當(dāng)陽(yáng)極氧化鋁膜的孔隙不夠圓時(shí)，所形成的納米線也不是完全的圓柱形；而當(dāng)膜孔較小時(shí)，所形成的納米線直徑也會(huì)比較小.當(dāng)Ag粒子沉積層較厚時(shí)，由于屏蔽作用（closure effect）導(dǎo)致納米線直徑減小，因此Ag粒子層對(duì)納米線的形成有明顯影響［33］.利用此方法能夠得到大規(guī)模有序排列的硅納米線，且納米線的形貌也較易控制.

圖8 結(jié)合AAO模板與貴金屬粒子輔助刻蝕法的工藝示意圖Fig.8 Scheme showing the fabrication process of a method combining an AAO mask and metal-assisted chemical etching

6 結(jié) 語(yǔ)

提高太陽(yáng)能電池效率和降低成本一直是太陽(yáng)能電池研究的重點(diǎn)，減少電池受光面上入射陽(yáng)光的反射是提高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的一種有效手段.目前，出于成本和工藝可操作性考慮，硅基太陽(yáng)能電池減反射結(jié)構(gòu)的制備方法主要為傳統(tǒng)的酸、堿化學(xué)刻蝕方法.但是這些方法所獲得的減反結(jié)構(gòu)均勻性和減反效果并不理想.近年來(lái)出現(xiàn)的貴金屬粒子輔助化學(xué)刻蝕是一種制備硅基太陽(yáng)能電池減反射結(jié)構(gòu)的新方法，與傳統(tǒng)的加工技術(shù)相比，貴金屬粒子輔助化學(xué)刻蝕技術(shù)因操作簡(jiǎn)單、不需要精密設(shè)備、反應(yīng)迅速、減反效果好和可批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注.該法不僅適用于塊體硅，也適用于硅基薄膜.而且，貴金屬粒子輔助化學(xué)刻蝕與其他模板法相結(jié)合可進(jìn)一步提高減反射結(jié)構(gòu)表面的質(zhì)量和性能，實(shí)現(xiàn)減反射結(jié)構(gòu)制備的可控操作.未來(lái)貴金屬粒子輔助化學(xué)刻蝕技術(shù)的研究應(yīng)主要集中在刻蝕機(jī)制、刻蝕結(jié)構(gòu)的原位觀察、新工藝研發(fā)和可控結(jié)構(gòu)規(guī)?；a(chǎn)等方面.

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