表面制绒

表面制绒无论是与抗反射涂层结合使用还是单独使用，都可以用来减少反射。表面的任何“粗糙化”都会增加反射光线弹回材料表面的机会，从而减少反射，而不是反射到周围空气。1

表面制绒可以通过多种方式实现。单晶基板可以通过对硅晶体表面进行刻蚀来制绒。如果表面相对于内部原子适当排列，则硅的晶体表面会结形成类似金字塔的结构。上图展示了这样一个金字塔结构。下图则显示了经过制绒的硅表面的电子显微镜照片。这种类型的制绒称为“随机金字塔”制绒2，通常用于工业中的单晶硅片。

方形金字塔，形成适当制绒的晶体硅太阳能电池的表面。

经过制绒的硅表面的扫描电子显微镜照片。图片由新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院提供。

另一种表面制绒类型被称为“倒金字塔”3，4。使用这种制绒方法，金字塔被向下刻蚀到硅表面，而不是从表面向上刻蚀。这种制绒表面的照片如下所示。

经制绒的硅表面的扫描电子显微镜照片。图片由新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院提供。

对于多晶硅片，只有一小部分表面具有所需的 <100> 指向，因此这些技术在多晶硅片上效果较差。然而，多晶硅片可以使用光刻技术 5进行制绒，也可以使用切割锯 6或激光 7对前表面进行机械雕刻，将表面切割成适当的形状。光刻制绒方法的显微照片如下所示。

经制绒的多晶硅表面的扫描电子显微镜照片。图片由新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院提供。

pvlighthouse.com.au的模拟程序和相关参考文献涵盖了制绒基底的模型8

• 1. B. Dale and Rudenberg, H. G., “High efficiency silicon solar cells”, in Proceedings of the 14th Annual Power Sources Conference, 1960, p. 22.
• 2. W. L. Bailey, Coleman, M. G., Harris, C. B., and Lesk, I. A., “United States Patent: 4137123 - Texture etching of silicon: method”. 1979.
• 3. P. Campbell and Green, M. A., “Light trapping properties of pyramidally textured surfaces”, Journal of Applied Physics, vol. 62, no. 1, p. 243, 1987.
• 4. P. Campbell and Green, M. A., “High performance light trapping textures for monocrystalline silicon solar cells”, Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 65, no. 1-4, pp. 369 - 375, 2001.
• 5. J. Zhao, A., W., Dai, X., Green, M. A., and Wenham, S. R., “Improvements in Silicon Solar Cell Performance”, 22nd IEEE PV Specialists Conference. pp. 399-402, 1991.
• 6. S. R. Wenham and Green, M. A., “Buried contact solar cell”. 1988.
• 7. J. C. Zolper, Narayanan, S., Wenham, S. R., and Green, M. A., “16.7% efficient, laser textured, buried contact polycrystalline silicon solar cell”, Applied Physics Letters, vol. 55, p. 2363, 1989.
• 8. S. C. Baker-Finch, McIntosh, K. R., and Terry, M. L., “Isotextured Silicon Solar Cell Analysis and Modeling 1: Optics”, IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 2, no. 4, pp. 457 - 464, 2012.