纳米量子点能级以及能隙计算和修正

用一个简单模型分析了量子点产生能级的原因,推导出能级与量子点尺寸的表达式。根据量子点表面势垒为有限值的特点以及表面存在衰减波,提出量子点内电子波函数不完全满足驻波条件的观点,在量子点的能级表达式中引入一个修正系数.结合量子点表面衰减波的特征,给出量子点修正系数的计算方法。通过理论计算表明:量子点的能级以及能级之间的能量差(间隙)不但与量子点的尺寸有关,而且与其边界条件有关。特别是对于非光滑的表面,其表面势垒对量子点的能级与能隙影响非常大.

表面钝化对多晶硅绒面形貌的影响

多晶硅表面制绒技术是太阳能光伏产业亟待突破的一个关键技术.本文根据多晶硅强酸制绒的基本原理,提出了表面活性剂钝化多晶硅表面以降低硅原子与酸反应速度从而改善多晶硅绒面形貌的方法.实验研究了不同含量的添加剂对酸液刻蚀多晶硅绒面形貌的影响,用扫描电镜观察对应的绒面结构,用积分反射仪测量其绒面的表面反射率.实验结果表明:加入活性剂后酸液能使多晶硅表面陷阱坑分布更加均匀,并且能有效消除产生漏电流的缺陷性深沟槽,样品表面反射率比较低,其表面反射率降低到21.5%.与传统酸液腐蚀的多晶硅绒面结构相比,陷阱坑密度明显增加,这种方法在多晶硅太阳电池的生产中是有价值的.

多晶硅表面暗纹的形成以及消除技术研究

通过改变氢氟酸和硝酸的比列,进行了多晶硅表面腐蚀实验,实验研究发现不同配比酸液能刻蚀形貌不同的陷阱坑,消除深沟槽,但陷阱坑开口大,反射率比较高;在优化氢氟酸和硝酸配比的基础上加入阴离子活性剂,然后腐蚀多晶硅表面。实验样品的SEM显示,多晶硅表面能形成比较均匀开口小的陷阱坑,其表面反射率也比较低,而且能有效消除长而深的腐蚀沟槽,这对多晶硅太阳电池的研究具有一定的意义。

单晶硅表面微结构调节技术的改进

提出改变碱液腐蚀单晶硅表面特性的一个简单方法,即在碱液中加入活性剂改变碱液在硅表面的润湿性能从而改变其腐蚀特性。分别采用普通碱液、四甲基氢氧化铵(tetramethylammonium hydroxide,TMAH)溶液和加入阴离子有机氟表面活性剂的普通碱液腐蚀硅表面。结果发现:普通碱液和TMAH腐蚀液腐蚀的硅表面的金字塔大小差异大、有许多蜂窝状的小金字塔,反射率较高;用加入阴离子有机氟表面活性剂的普通碱液腐蚀的单晶硅表面,能形成比较规则的金字塔,金字塔尺寸为4～6μm、均匀性好、覆盖率高、表面反射率下降到12.65%。有机氟表面活性剂能提高硅在碱中腐蚀速率,有效调控单晶硅金字塔形貌、大小与分布,为精确调控单晶硅表面微结构提供了可能。

温度场的分布对多晶硅酸腐蚀绒面形貌的影响

通过热传导方程,根据不同的边界条件,分别计算了多晶硅酸腐蚀反应时腐蚀坑周围的温度场分布。模拟计算表明:如在酸腐蚀液中采用制冷措施,使酸腐蚀液本体温度维持在15℃,会使硅表面腐蚀坑底部与腐蚀坑开口温度差变大,有利于绒面获得开口小深度大的陷阱坑;如不控制酸液温度,则会导致腐蚀坑底部与坑开口温度差较小,从而使硅片表面产生深度浅、开口大的陷阱坑。在不同的温度下对多晶表面进行酸腐蚀制绒,样品表面的扫描电子显微镜(SEM)图显示,低温下绒面腐蚀坑密度大、深度大且开口小,与模拟分析结果基本相符。