多晶硅表面酸腐蚀制备绒面研究

采用各向同性腐蚀法制备多晶硅绒面,腐蚀液为HF和HNO3的混合溶液,缓和剂为NaH2PO4.2H2O溶液.利用SEM、AFM和紫外分光光度计对硅片绒面进行检测和分析,初步探讨了酸腐蚀机理.结果表明:采用NaH2PO4.2H2O溶液作为缓和剂,腐蚀后的硅片表面具有均匀的腐蚀坑,表面陷光效果较好,通过优化各种参量,反应速度可以控制在2 μm/min左右,适合工业生产的要求.在富HF时,硅片表面易形成尖锐边缘的腐蚀坑,出现或多或少的小孔,反射率最低可达16.5%～17.5%|在富HNO3时,硅片表面易形成腐蚀坑较浅、尺寸偏大的气泡状绒面或光面,反射率较高.     

多晶硅表面织构化新工艺的研究

先后采用电化学腐蚀法和化学酸腐蚀法腐蚀多晶硅,用于制备高效率多晶硅太阳电池.首先将多晶硅片在HF和CH3 CH2 OH体积比为1:2的溶液中进行电化学预腐蚀,具体研究不同电流密度对多晶硅绒面形貌的影响;然后采用化学酸腐蚀法进行二次腐蚀,去除多晶硅表面的疏松结构,得到高性能的多晶硅绒面.使用扫描电镜观察多晶硅表面腐蚀形貌...     

单晶硅表面金字塔生长过程的实验研究

在普通碱液中添加一种特殊的添加剂,在不同时间下对单晶硅表面进行刻蚀.用扫描电子显微镜观察样品表面形貌,结果显示：单晶硅片放入加入添加剂2 mL的刻蚀液中,经过10 min刻蚀后晶体表面零星出现大小不一的金字塔,并有大面积的平滑区|刻蚀15 min后金字塔大小趋向一致,平滑区面积缩小|刻蚀20 min硅片表面形成平均尺寸为2～4 μm金字塔绒面结构,并且均匀性好、覆盖率高|刻蚀25 min后,进入过腐蚀阶段,金字塔出现变大的现象.研究表明：与传统碱腐蚀相比,添加剂可以缩短单晶硅刻蚀时间,并获得较为理想的绒面结构,在工业上应用可以降低生产成本和生产时间,提高生产率.     

金刚石线锯切割多晶硅片表面特性与酸刻蚀制绒问题

为解决金刚石切割多晶硅片与常规HF-HNO3-H2O混合酸湿法制绒技术不兼容的问题,对金刚石切割多晶硅片的表面特性和大幅度提高混合酸溶液中HF的比例进行了刻蚀制绒实验.结果表明,金刚石线切割多晶硅片表面存在约33%的光滑条带区域,其余为与砂浆切割硅片表面相近的粗糙崩坑区域;这些光滑区域使得金刚石切割多晶硅片表面光反射率比砂浆切割多晶硅片高3%~4%;而且光滑区域在富HNO3和富HF的HF-HNO3-H2O混合酸溶液中均较难于腐蚀,使其刻蚀制绒后反射率比砂浆切割多晶硅片低1%~2%,制绒后的金刚石切割多晶硅片反射率比制绒后的砂浆切割多晶硅片高4%~6%,不能满足太阳电池生产要求.富HNO3和富HF两种酸刻蚀体系,均不能解决金刚石切割多晶硅片的制绒问题.     

多晶硅表面陷阱坑形貌的光学性能模拟

采用COMSOL Multiphysics 3.5a有限元分析软件中的RF模块对3种硅片绒面的陷阱坑形貌(轻度腐蚀、正常腐蚀和过度腐蚀)的光学性能进行了数值模拟.通过求解麦克斯韦方程组和材料本构方程,获得了3种陷阱坑的表面电场z分量、表面磁场y分量和反射率的变化规律.结果表明:当波长为600 nm时,轻度腐蚀陷阱坑的表面电场z分量和表面磁场y分量的数值最小,反射率最高(约为35％);正常腐蚀陷阱坑的表面电场z分量和表面磁场y分量其次,反射率约为17％;过度腐蚀陷阱坑的表面电场z分量和表面磁场y分量的数值最大,反射率最低(约为10％).通过实验和模拟结果对比可知,模拟值和试验值的反射率变化趋势基本一致,两者吻合较好,可为实际生产和试验提供理论参考.     

金刚石线锯切割多晶硅片的气相制绒研究

采用气相制绒方法对金刚石切割多晶硅片进行表面制绒.2g硅加到HF-HNO3-H2O(400mL,体积比为6:3:1)的酸混合溶液中在室温下反应产生气相,利用气相对金刚石切割多晶硅片表面进行制绒研究.制绒4min时,硅片表面的切割纹被完全去除、大坑套小坑的蜂窝状蚀坑密布硅片表面,减反效果显著,反射率低至19.51%.气相制绒后的金刚石切割多晶硅片表面的微观粗糙度比传统酸混合溶液制绒后的高约20%.     

多孔硅阵列结构的形貌研究

采用电化学腐蚀方法分别在HF+异丙醇（IPA）和HF+IPA+十六烷基三甲基氯化铵（CATC）溶液中制备多孔硅结构阵列,分别讨论HF酸浓度、CTAC、刻蚀电流、刻蚀时间对多孔硅阵列的形貌的影响。结果表明:在质量分数40%HF, H2O, IPA的体积比为7∶4∶29时得到优化的多孔硅阵列;腐蚀电流密度越大,孔壁越薄;初始的腐蚀会向外扩展直到形成的孔径达近10 m,在窗口8 m、间距5 m的硅片上腐蚀的孔壁表面出现小孔。CTAC的加入会使孔壁上刻蚀出小孔,并随着CTAC的增加,小孔的孔径减小,数量增加。     

H2O分子在Fe(100), Fe(110), Fe(111)表面吸附的第一性原理研究

采用第一性原理研究了H2O分子在Fe(100),Fe(110),Fe(111)三个高对称晶面上的表面吸附.结果表明,H2O分子在三个晶面上的最稳定结构皆为平行于基底表面的顶位吸附结构.H2O分子与三个晶面相互作用的吸附能及几何结构计算结果表明H2O分子与三个晶面的相互作用程度不同,H2O分子与Fe(111)晶面的相互作用最强,其次是Fe(100),相互作用最弱的是Fe(110)表面,而这与晶面原子的排列密度相关.吸附体系的电子结构计算结果也得出了相似的结论.同时电荷布居分析表明,H2O分子与Fe表面相互作用时,O原子与基底原子之间的电荷交换使基底Fe原子表面带负电,导致表面电位降低,也促使Fe表面更易于发生电化学腐蚀反应.     

异丁烷部分氧化V-P-O/SiO2催化剂的研究

采用溶胶 凝胶法制备了V2 O5 /SiO2 和V2 O5 P2 O5 /SiO2 催化剂 ,用XRD、TPR、IR、TPD和微反应等技术研究了催化剂的表面结构、晶格氧活泼性、化学吸附和异丁烷部分氧化反应性能 .结果表明 ,催化剂的活性组份在无定型的SiO2 表面上呈超细粒子均匀分布 ,表面活性位主要由Lewis碱位 (V =O键的端氧、V -O -V键的桥氧 )和Lewis酸位 (Vn + )构成 ,PO43 - 的引入可以降低表面Lewis碱位V =O键端氧的活泼性 ;异丁烷分子主要通过两个甲基中H双位吸附在催化剂表面Lewis碱位V =O的端氧上 ,PO43 - 的引入使异丁烷的吸附强度略有下降 ;异丁烷在V2 O5 P2 O5 /SiO2 催化剂上反应产物主要是i C4H8、MAL、MAA和COx,PO43 - 的引入可以明显的提高部分氧化产物的选择性     

热丝和射频等离子体化学气相沉积法制备定向碳纳米管薄膜

采用热丝和射频等离子体复合化学气相沉积设备(PE-HF-CVD),以CH4、H2和N2为反应气体.在较低衬底温度下(500℃),用简单的催化剂制备方法--旋涂法在硅片上涂覆Ni(NO3)2溶液,经热处理及H2还原后的Ni颗粒为催化剂,在硅衬底上制备出了垂直于硅片且定向生长的碳纳米管薄膜.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果显示,1 mol/l的硝酸镍溶液旋涂硅片所得催化剂制得的碳纳米管管径为30～50 nm,长度超过4μm,定向性好.并用拉曼光谱(Raman)对不同摩尔浓度Ni(NO3)2溶液条件下制备的碳纳米管薄膜样品进行了表征.