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表面制绒

表面制绒无论是与抗反射涂层结合使用还是单独使用，都可以用来减少反射。表面的任何“粗糙化”都会增加反射光线弹回材料表面的机会，从而减少反射，而不是反射到周围空气。[Dale1960]

full_screen.png表面制绒可以通过多种方式实现。单晶基板可以通过对硅晶体表面进行刻蚀来制绒。如果表面相对于内部原子适当排列，则硅的晶体表面会结形成类似金字塔的结构。上图展示了这样一个金字塔结构。下图则显示了经过制绒的硅表面的电子显微镜照片。这种类型的制绒称为“随机金字塔”制绒[Bailey1979]，通常用于工业中的单晶硅片。

pyramid

方形金字塔，形成适当制绒的晶体硅太阳能电池的表面。

SEM pyramid

经过制绒的硅表面的扫描电子显微镜照片。图片由新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院提供。

另一种表面制绒类型被称为“倒金字塔”[Campbell1987]，[Campbell2001]。使用这种制绒方法，金字塔被向下刻蚀到硅表面，而不是从表面向上刻蚀。这种制绒表面的照片如下所示。

经制绒的硅表面的扫描电子显微镜照片。图片由新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院提供。

对于多晶硅片，只有一小部分表面具有所需的 <100> 指向，因此这些技术在多晶硅片上效果较差。然而，多晶硅片可以使用光刻技术 [Zhao1991]进行制绒，也可以使用切割锯 [Wenham1988]或激光 [Zolper1989]对前表面进行机械雕刻，将表面切割成适当的形状。光刻制绒方法的显微照片如下所示。

经制绒的多晶硅表面的扫描电子显微镜照片。图片由新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院提供。

pvlighthouse.com.au的模拟程序和相关参考文献涵盖了制绒基底的模型[533]

References

Section titled “References”
  1. B. Dale and H.G. Rudenberg, “High efficiency silicon solar cells,” U.S. Army Signal Research and Development Lab, pp. 22, 1960.
  2. W. Bailey et al., “United States Patent: 4137123 - Texture etching of silicon: method,” 1979. http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-bool.html&r=32&f=G&l=50&co1=AND&d=PTXT&s1=4,137,123&OS=4,137,123&RS=4,137,123
  3. P. Campbell and M. Green, “Light trapping properties of pyramidally textured surfaces,” Journal of Applied Physics, vol. 62, no. 1, pp. 243, 1987. https://doi.org/10.1063/1.339189
  4. P. Campbell and M. Green, “High performance light trapping textures for monocrystalline silicon solar cells,” Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 65, no. 1-4, pp. 369 - 375, 2001. https://doi.org/10.1016/S0927-0248(00)00115-X
  5. J. Zhao et al., “Improvements in silicon solar cell performance,” pp. 399-402, 1991.
  6. S. Wenham and M. Green, “Buried contact solar cell,” 1988. http://www.freepatentsonline.com/4726850.html
  7. J. Zolper et al., “16.7% efficient, laser textured, buried contact polycrystalline silicon solar cell,” Applied Physics Letters, vol. 55, pp. 2363, 1989. https://doi.org/10.1063/1.102019
  8. S. Baker-Finch, K. McIntosh and M. Terry, “Isotextured Silicon Solar Cell Analysis and Modeling 1: Optics,” IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 2, no. 4, pp. 457 - 464, 2012. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2012.2206569