论文部分内容阅读
微纳结构因其较高的表面积与体积比、可控的尺寸与形状及在科学技术方面的多用途,近年来受到众多研究者的广泛关注。硅材料作为一种重要的半导体材料,因其良好的光学、电学性质,在生产和研究中被广泛应用。因此,将微纳结构与硅材料结合成为了当前的一个研究热点。本论文围绕硅基微纳结构的制备展开,并进一步研究了所制得的结构在太阳能电池及纳米球自组装方面的应用。 本文第一章详细介绍了现行硅基微纳结构的主要制备方法,通过分析这些制备方法的实验条件,比较其各自的优缺点及适用领域。 本文第二章主要讨论硅基微纳结构在太阳能电池方面的应用。利用湿法各向异性刻蚀的方法制备出周期性倒立金字塔的硅结构,并将其作为诱导坑,之后通过控制光电化学腐蚀过程中光源强度、电压大小、电解液浓度、硅片电阻大小等实验条件,最终制备出实验需要的大孔黑硅。制备的调制型大孔黑硅在可见光波段范围内,反射率小于5%,且表面缺陷较小,所以经太阳光照射后,光生电子和空穴可以有效分离。将其用于光电化学电池中,可获得6.3%的光电转化效率。 本文第三章主要研究了硅基微纳结构在自组装单层微纳米球方面的应用。并比较了不同形状、不同周期硅基底上进行单层PS球自组装排列的情况。通过扫描电子显微镜(SEM)的表征,可以得到不同胶体晶体中PS球有效排列的可用面积及有序走向面积。经过综合比较与分析,可以得到优化后的硅基模板参数,使自组装单层PS微纳米球的可用面积、有序走向面积达到最大化。