通过两步银辅助湿法化学蚀刻制备用于光伏的黑色硅实现宽带减反射

摘要： 本文报道了通过两步金属辅助化学刻蚀（MACE）制备的黑硅（b-Si）在光伏（PV）应用中展现的宽带减反射特性。该方法包括在HF:AgNO3水溶液中沉积银纳米颗粒（Ag NPs），随后在HF:H2O2:去离子水（DI H2O）溶液中刻蚀不同时间（10-25秒）。研究了刻蚀时间对b-Si纳米线表面形貌和光学性能的影响。表面形貌表征证实存在高度为350-570纳米、直径为150-300纳米的b-Si纳米线。由于折射率梯度效应，这些b-Si纳米线表现出优异的宽带减反射性能，以300-1100纳米波长范围内的加权平均反射率（WAR）表示。经过20秒刻蚀后，生成了高度为570纳米、宽度约200纳米的b-Si纳米线，其WAR为5.5%，是本研究中最低的WAR值，在600纳米波长下实现了95.6%的吸收率。增强的宽带光吸收产生了高达39.7 mA/cm2的最大潜在短路电流密度（Jsc(max)），相比c-Si参照样品提升了51%。这种简易的b-Si宽带增强减反射制备方法，有望成为制造高光电流光伏器件的有效技术。