题目：硅纳米线阵列在晶硅太阳电池中的应用研究

近年，能源危机和能源消耗产生的环境问题给人们带来了严重的影响。硅太阳电池由于清洁、无污染、可再生而受到越来越多的关注。硅纳米线阵列具有超低的反射率，而被用作晶硅太阳电池的陷光结构。本论文主要从陷光结构的制备工艺出发，将激光微加工技术应用到晶硅太阳电池领域，开展了对纳米线晶硅太阳电池的电极接触和表面钝化的研究。
首先，利用光刻结合反应离子刻蚀法（RIE）、金属诱导无电化学腐蚀法成功的制备了垂直于单晶硅衬底的硅纳米线阵列；采用银诱导湿法化学腐蚀的方法，在具有金字塔结构的衬底上制备了硅纳米线阵列，形成了具有双周期减反射的绒面织构。
其次，将硅纳米线阵列应用作为晶硅太阳电池的陷光结构，可以有效的提高晶硅太阳能电池的光吸收。但是由于硅纳米线自身的这种尖端结构使得纳米线晶硅太阳电池的电极接触不够致密、串联电阻较大，导致了纳米线晶硅太阳电池的能量转换效率较低。针对纳米线晶硅太阳电池存在的电极接触问题，在不影响硅纳米线超低反射的情况下，通过引入激光刻蚀技术，选择性的刻蚀掉丝网印刷区域的硅纳米线阵列，形成电极接触的平坦区域。
最后，针对硅纳米线阵列表面积的增加引起的表面复合严重的问题，开展了原子层沉积技术（ALD）沉积了Al2O3薄膜作为纳米线晶硅太阳电池的钝化层，并对钝化后的电池进行了测试分析。
通过研究得出以下结论：
(1)反应离子刻蚀法制备的硅纳米线阵列陡直性较好，表面较为光滑，纳米线阵列的长度为1.5um，间距为2um，通过制作不同尺寸的光刻板，可制备可控间距、尺寸的硅纳米线阵列。
(2)采用银诱导化学腐蚀的方法制备硅纳米线阵列，通过改变腐蚀时间，研究了硅纳米线阵列长度随腐蚀时间的变化关系，随着腐蚀时间的增加，硅纳米线阵列的长度也增加。
(3)在金字塔衬底上制备硅纳米线阵列，形成了具有双周期的减反射结构，随着腐蚀时间的增加，纳米线的长度增加，当腐蚀时间进一步增大时，金字塔结构被完全刻蚀掉。
(4)通过硅纳米线阵列的反射率测试发现，在入射光300nm～1000nm波长范围，即使没有Si3N4减反射薄膜的情况，硅纳米线阵列具有低于5%的反射率，特别在400～800nm波长范围，硅纳米线阵列的反射率可以降低到2%以下，并且随着硅纳米线长度的增加，反射率降低。
(5)激光刻蚀技术可以有效的解决纳米线晶硅太阳电池的电极接触问题，降低了串联电阻，提高了能量转换效率。
(6)通过测试分析发现, Al2O3薄膜作为钝化层可以有效的降低表面的复合，提高纳米线晶硅太阳电池的效率，并且随着Al2O3薄膜厚度的增加这种钝化的效果更好。