聚苯乙烯微球二维胶体掩膜的制备及在太阳能电池吸收层的应用

为了将二维有序的纳米线阵列应用到太阳能电池的吸收层,用自沉降法在硅片上自组装聚苯乙烯球(PS球)的二维胶体掩膜,分析二维胶体掩膜产生缺陷的原因并对成膜质量进行优化。制备过程中依次改变十二烷基硫酸钠(SDS)溶液的浓度和用量以及小球溶液中水和酒精的配比,并通过扫描电镜(SEM)图像进行观察。根据实验现象分析聚苯乙烯小球掩膜紧密度的变化规律,结果表明,在去离子水中滴加0.3ml浓度为5wt%的水和酒精配比为1∶1的小球溶液和2ml浓度为6wt%的SDS溶液得到有序的二维胶体掩膜。

利用聚苯乙烯微球制备规整的Si纳米线结构的研究

聚苯乙烯微球(PS)掩模板技术具有操作简单、成本低廉、制备面积大、可精确控制周期结构参数等优点,广泛应用于光子晶体、超材料、超表面等纳米量级二维阵列的结构器件。采用了一项新兴的技术利用聚苯乙烯微球制备硅纳米线结构。主要研究了基于自组装技术在不同实验参数的情况下,对聚苯乙烯微球掩模板规整度的影响。结果表明,采用铺展剂水与乙醇1∶2的配比、表面活性剂4wt%的浓度、静置平衡2分钟后再提拉、用塑料滴管滴加纳米球悬浊液可以制备出大面积规整排列的单层聚苯乙烯微球掩模板,进而得到了规整的硅纳米线结构。

垂直Cu_(2)ZnSnS_(4)纳米线太阳能电池吸收层的研究与制备

采用两步电化学沉积法制备了CZTS薄膜和CZTS纳米线阵列,对450~650℃硫化温度下的CZTS薄膜的形貌和物相结构进行了分析,结果表明:在550℃硫化条件下可以获得锌黄锡矿相的CZTS。以阳极氧化铝(AAO)作为模板,采用了"先硫化,后移除AAO模板"和"先移除AAO模板,后硫化"两种方式对Cu-Zn-Sn预制层进行处理,得到了垂直形貌的CZTS纳米线,保证了纳米线的完整性和较好的垂直度。在0.2~2μm入射光波范围,与CZTS薄膜相比,CZTS纳米线平均反射率降低20%,展现了良好的减反射特性,有利于增大吸收层的吸收;同时也通过优化硫化工艺顺序为制备垂直的CZTS纳米线提供了新思路。

红外增透与保护膜技术的研究

采用电子束与离子辅助沉积技术，在氟化镁晶体材料上制备3．5～4．9μm增透与保护膜。经过实验，选取氧化钛与二氧化硅作为薄膜材料，并优化沉积工艺参数，尽可能减少吸收损失，对氟化镁基底实现有效的增透和保护。实验结果表明，镀膜后其单面剩余反射率由未镀膜时的2．5％减少到1．2％，并能承受湿热和雨淋测试。

多波段红外增透与保护膜技术的研究

采用电子束真空镀膜和离子辅助沉积的方法，在口径φ150mm，厚度6mm．且具有较大曲率的多光谱ZnS导流罩上，镀制红外增透保护膜。所镀膜层在3～5μm平均透过率高于90％，在8～10μm平均透过率高于92％，并且能够承受恶劣的环境测试。