基本信息
- 项目名称：
- n型硅片表面特殊锥状尖峰结构的制备及其光学模型仿真
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文在成功制备了表面具有不同高度的锥状尖峰结构的“黑硅”材料的基础上，利用扫面电子显微镜（SEM）获得锥状尖峰的几何参数，并根据该参数进行“黑硅”表面特殊结构建模，计算出其“黑硅”材料有效吸收表面积相对于平面硅材料的增加率
- 详细介绍：
- 本研究小组在成功制备表面具有不同高度的特殊锥状尖峰结构的“黑硅”光伏材料的基础上，利用扫描电子显微镜（SEM）测量了“黑硅”表面椭形锥状尖峰的几何参数，以几何光学中的光在固体表面的反射与折射原理为物理基础，利用数值仿真的办法，分析“黑硅”表面形成的特殊的椭圆锥状尖峰结构的强烈的“陷光”作用。仿真实验结果与利用光谱仪lambda 750S测试的反射效率曲线相比较为接近，在理论上验证了该特殊结构的强吸收率，从而证明了“黑硅”材料相对于普通硅材料在光电吸收和光电转换领域将具有更为重要的潜在应用。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文首先在实验室获取“黑硅”表面的数据，通过matlab建模，计算出具有椭形锥状尖峰的“黑硅”材料极大的增加了入射光的光程。另外，通过对入射光线反射率的仿真，发现其具有良好的“陷光”作用。
科学性、先进性及独特之处
- 本文通过实验数据和计算机仿真建模相结合的方法，在理论上验证了该特殊结构的强吸收率及其物理本质。先进性在于目前国内外的研究小组都没有对“黑硅”良好吸收效率提出物理上的解释，而本文在理论上验证了该特殊结构的强吸收率及其物理本质。
应用价值和现实意义
- “黑硅”材料相对于普通硅材料和绒面硅材料具有更低的反射率，在光电吸收和光电转换领域将具有更为重要的作用。现实生活中在太阳能电池方面会具有比较好的应用。
学术论文摘要
- 为了更好的理解“黑硅”材料的高吸收效率的物理原因，本文在成功制备了表面具有不同高度的锥状尖峰结构的“黑硅”材料的基础上，利用扫面电子显微镜（SEM）获得锥状尖峰的几何参数，并根据该参数进行“黑硅”表面特殊结构建模，计算出其“黑硅”材料有效吸收表面积相对于平面硅材料的增加率；根据表面建模和几何光学的方法进行全光谱范围内的反射率仿真，仿真结果与实验测试数据较为接近，从而在理论上验证了该特殊结构的强吸收性是由飞秒激光加工的硅材料的有效吸收表面积增加和“黑硅”结构的陷光效应而引起的。这一结果对探索“黑硅”光伏材料的光学性质具有重要的研究意义。
获奖情况
- 本文已经被中国中文核心期刊《中国激光》录用，将在《中国激光》2011年第38卷第06期左右发表
鉴定结果
- 无
参考文献
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