研究目的
研究不同前接触面形貌类型对太阳能电池中光耦合与光捕获光学效应的影响，特别是针对非晶硅/微晶硅叠层太阳能电池。
研究成果
研究表明，光耦合与光捕获这两种光学效应是由不同的纹理特征引起的。要产生适合最大化电流输出的纹理结构，需要采用双重纹理设计——结合具有显著深度的大尺寸纹理以实现良好光捕获，以及更小但非常锐利的纹理以实现良好光耦合。经过优化的双重纹理ZnO:Al材料，在仅1.64微米总吸收层厚度的非晶硅/微晶硅(a-Si:H/μc-Si:H)太阳能电池中实现了12.5%的初始转换效率。
研究不足
该研究承认，电学特性的差异以及薄膜厚度的轻微不同可能会在长波长范围内引起寄生自由载流子吸收的微小影响。此外，μc-Si:H底电池的结晶度受到不同前接触纹理的影响，这可能导致吸收系数的变化。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用溅射沉积掺铝氧化锌（ZnO:Al）并结合后续湿法化学蚀刻工艺，制备出具有不同陷光与耦光能力的多种纹理结构。以氢化非晶硅与微晶硅作为吸光层的硅薄膜叠层太阳能电池作为探测器。
2：样品选择与数据来源：
样品制备于3.3毫米厚浮法玻璃（尺寸10×10 cm2）基底上，通过反应溅射沉积120纳米SiOxNy薄膜。
3：3毫米厚浮法玻璃（尺寸10×10 cm2）基底上，通过反应溅射沉积120纳米SiOxNy薄膜。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：ZnO:Al薄膜在德国德累斯顿冯·阿登纳公司生产的垂直连续溅射沉积系统（VISS 300）中制备。纹理化处理分别采用0.5 wt%盐酸、1 wt%氢氟酸或双重蚀刻组合工艺。
4：5 wt%盐酸、1 wt%氢氟酸或双重蚀刻组合工艺。 实验流程与操作规范：
4. 实验流程与操作规范：蚀刻后通过原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）表征样品表面形貌，利用角分辨散射（ARS）技术测量粗糙ZnO:Al与硅/背接触界面的反射光散射特性。
5：数据分析方法：
采用分水岭算法处理AFM三维形貌数据，检测表面特征边界并统计计算平均特征直径。
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ZnO:Al
Used as front contact layers in solar cells for high transparency, high conductivity, and surface texture that facilitates good optical performance.
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SiOxNy
Served as antire?ection coating between the glass and the ZnO:Al and as barrier layer to prevent sodium di?usion from the substrate glass to the zinc oxide interface.
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VISS 300
VISS 300
von Ardenne Anlagentechnik
Vertical inline sputter deposition system used for depositing ZnO:Al films.
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AFM
Used for characterizing the sample surfaces after etching.
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SEM
Used for characterizing the sample surfaces after etching.
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