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高深宽比微结构增强型金属辅助刻蚀方法：在硅微柱阵列太阳能电池中的应用
摘要： 一种基于高密度阵列圆柱形柱体制造的太阳能电池器件，可在径向方向实现光生载流子收集，从而缩短载流子到达结区的路径长度。相比传统平面结太阳能电池，该结构还具有降低表面反射率和增强光捕获的优势。本研究通过光刻与金属辅助蚀刻（MAE）方法制备了高度有序的硅微柱。研究表明：蚀刻过程中采用乙醇作为溶剂，以及提高MAE溶液中氢氟酸浓度，均能改善微柱表面质量。由此获得了具有光滑侧壁和高纵横比的微柱。随后在这些微柱上制备了径向结太阳能电池，通过标准掺杂、SiO?/SiN?钝化及金属化工艺，完成了不同微柱长度的电池制备。实验观察到随着微柱长度增加，反射率数值如预期显著降低。当微柱长度增至11.5微米时，太阳能电池的短路电流密度（Jsc）和效率（η）随之提升，但之后因表面复合加剧而下降。本研究获得的最高转换效率为17.26%。
关键词： 太阳能电池，乙醇，微柱，金属辅助蚀刻，高纵横比，径向结
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于多光谱光电探测器的静电掺杂硅纳米线阵列
摘要： 纳米线作为光探测器具有广阔的应用前景，其通过形貌调控吸收的卓越能力尤为突出。尽管光学吸收率较高，但由于传统掺杂方法难以制备浅结，这些纳米线光探测器的量子效率仍然较低。作为替代方案，我们报道了通过在硅纳米线阵列上共形包覆氧化铟层获得的非常规径向异质结光电二极管。氧化铟层具有高功函数，能在硅纳米线中诱导强反型并形成虚拟p-n结。由此产生的纳米线光探测器展现出高效的载流子分离与收集能力，使量子效率提升至0.2。此外，通过控制纳米线半径，In2O3/Si纳米线光探测器的光谱响应可在多个可见光波长范围内调控，从而形成多光谱探测器。该方法为开发高效波长选择性光探测器提供了新途径。
关键词： 静电掺杂、纳米线光电探测器、多光谱、光传感器、硅纳米线、无掺杂、径向结
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用径向结纳米线结构从极低少数载流子寿命衬底制备高效太阳能电池
摘要： 目前，光伏器件成本的很大一部分与其对高质量吸收材料的需求有关，尤其是对于III-V族太阳能电池而言。因此，能将低成本、低少数载流子寿命的材料转化为高效太阳能电池的技术，将对未来应用大有裨益。在此，我们利用径向p-n结纳米线结构，将少数载流子寿命不足100皮秒的低效p型InP衬底转化为高效太阳能电池。我们制备了p-InP/n-ZnO/AZO径向异质结纳米线太阳能电池，实现了17.1%的光伏转换效率——这是径向结纳米线太阳能电池报道过的最佳数值。其约95%的量子效率（550-750纳米波段）和31.3毫安/平方厘米的短路电流密度，在InP太阳能电池中均属顶尖水平。此外，我们还对该太阳能电池进行了先进的损耗分析，以评估其中不同的损耗机制。
关键词： 径向结、III-V族太阳能电池、选择性接触、纳米线太阳能电池、异质结
更新于2025-09-12 10:27:22