多晶硅表面陷阱坑形貌的光學(xué)性能模擬-論文.pdf

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1、第41卷第9期光?子?學(xué)?報(bào)V?l.41N?.9????????????2012年9月ACTA?PHOTONICA?SINICASe??embe??2012????10.3788?g??b20124109.1076多晶硅表面陷阱坑形貌的光學(xué)性能模擬張發(fā)云(1新余學(xué)院新能源科學(xué)與工程學(xué)院?江西省高等學(xué)校硅材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室?江西新余338004)摘?要?采用COMSOL?M?l?i?h??ic??3.5a有限元分析軟件中的RF模塊對(duì)3種硅片絨面的陷阱坑形貌?輕度腐蝕?正常腐蝕和過度腐蝕?的光學(xué)性能進(jìn)行了數(shù)值模擬.通過求解麥克斯韋方程組和材料本構(gòu)方程?獲得了3

2、種陷阱坑的表面電場(chǎng)?分量?表面磁場(chǎng)?分量和反射率的變化規(guī)律.結(jié)果表明?當(dāng)波長(zhǎng)為600?m時(shí)?輕度腐蝕陷阱坑的表面電場(chǎng)?分量和表面磁場(chǎng)?分量的數(shù)值最小?反射率最高?約為35%??正常腐蝕陷阱坑的表面電場(chǎng)?分量和表面磁場(chǎng)?分量其次?反射率約為17%?過度腐蝕陷阱坑的表面電場(chǎng)?分量和表面磁場(chǎng)?分量的數(shù)值最大?反射率最低?約為10%?.通過實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果對(duì)比可知?模擬值和試驗(yàn)值的反射率變化趨勢(shì)基本一致?兩者吻合較好?可為實(shí)際生產(chǎn)和試驗(yàn)提供理論參考.關(guān)鍵詞?多晶硅?陷阱坑?形貌?陷光?數(shù)值模擬中圖分類號(hào)?TM?914.4???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A???文章編號(hào)?100

3、4-4213(2012)09-1076-5于絨面形貌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析?為太陽(yáng)電池制絨工0?引言藝參量的優(yōu)化提供理論指導(dǎo).太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率主要取決于它的收集光的1?數(shù)值計(jì)算模型能力?表面光滑硅片的反射率相對(duì)較高.因此?在硅太陽(yáng)電池中?通常采用絨面技術(shù)來(lái)降低硅片表面的1.1?控制方程?1-4?光反射.目前?在多晶硅表面的各種絨面制備方1.1.1?麥克斯韋方程法中?各向同性腐蝕技術(shù)可以比較容易地整合到當(dāng)利用COMSOL3.5a有限元軟件中的RF模塊前的太陽(yáng)電池處理工序中?且成本相對(duì)較低?在大規(guī)解決確定邊界條件下的麥克斯韋方程組為模工業(yè)化生產(chǎn)中?各向同性腐蝕

4、法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于??=-???????=??5-8???多晶硅太陽(yáng)電池絨面技術(shù).(1)??但由于酸液的自催化性使其在應(yīng)用過程中出現(xiàn)=???-?????=0??可控性差?重復(fù)性差等問題?這無(wú)疑會(huì)給新型的酸腐式中??為電場(chǎng)強(qiáng)度??為電位移矢量(電通量密度蝕液研制和大規(guī)模生產(chǎn)帶來(lái)很大的困難.因此?運(yùn)用或電感應(yīng)強(qiáng)度)??為磁場(chǎng)強(qiáng)度??為磁通量密度(磁計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)多晶硅絨面的陷阱坑形貌進(jìn)行數(shù)感應(yīng)強(qiáng)度)??為電流密度??為電荷密度.值模擬?使其光學(xué)性能達(dá)到最優(yōu)?為優(yōu)化酸腐蝕的配1.1.2?本構(gòu)關(guān)系方及工藝參量?縮短研制周期?減少實(shí)驗(yàn)費(fèi)用?提供?=?0???=?

5、0???=??(2)一種強(qiáng)有力的技術(shù)研究手段.目前?運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬式中?為真空中的介電常量?為真空中的磁導(dǎo)0?0技術(shù)研究多晶硅絨面形貌的光學(xué)特性還未完全展率??為電導(dǎo)率.開?少量研究主要集中于多晶硅形貌對(duì)光的反射率1.2?數(shù)值建模?9-11?影響的數(shù)值計(jì)算.圖1分別為不同深度的多晶硅表面陷阱坑的幾本文利用COMSOL?M?l?i?h??ic??3.5a有限元何形貌.圖中的3種形式分別為輕度腐蝕?正常腐蝕軟件中的RF模塊對(duì)多晶硅絨面的陷阱坑形貌進(jìn)行和過度腐蝕.幾何模型采用模擬軟件中的CAD模了模擬?獲得了不同陷阱坑形貌的光學(xué)性能?揭示了塊進(jìn)行構(gòu)建?從圖中

6、可以看出?幾何圖形分為兩部太陽(yáng)光在多晶硅絨面內(nèi)的傳播規(guī)律?模擬結(jié)果可用分?左側(cè)為空氣層?右側(cè)(深色區(qū)域)為Si層.采用自??基金項(xiàng)目?國(guó)家自然科學(xué)基金(N?.51164033)和江西省教育廳科技項(xiàng)目(N?.GJJ10647)資助作者簡(jiǎn)介?張發(fā)云(1967-)?男?副教授?工學(xué)博士?主要研究方向?yàn)樘?yáng)電池材料制備技術(shù)及數(shù)值模擬.Email?f?abc?126.c?m收稿日期?2011-10-31?修回日期?2012-06-289期張發(fā)云?多晶硅表面陷阱坑形貌的光學(xué)性能模擬1077由網(wǎng)格參量?內(nèi)建網(wǎng)格尺寸選擇特別細(xì)化?分別劃分為39?421個(gè)?41?480

7、個(gè)和50?887個(gè)三角形單元?如圖2?.圖2?硅片表面陷阱坑的有限元網(wǎng)格圖Fig.2?The?FEM?me?h?d?a?i?g??f???a???i???f??ilic???afe?????face2?模擬結(jié)果分析圖1?硅片表面陷阱坑的幾何模型Fig.1?Ge?me????m?del??f???a???i???f??ilic????afe?????face圖3和圖4分別為不同陷阱坑形貌的表面電場(chǎng)圖3?不同陷阱坑形貌的表面電場(chǎng)?分量分布?=600?m?Fig.3?Di???ib??i????f????face?elec??ic?field??c?m???

8、e???f???diffe?e?????a???i??m???h?l?g??分量和磁場(chǎng)?分量的