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1、納米壓印在光伏、能源器件制造中的應(yīng)用摘要：以納米壓印和太陽能電池制造的文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，介紹納米壓印技術(shù)及英在太陽能電池制造中的應(yīng)用，看重介紹利用納米圧印技術(shù)制造增透膜；改變太陽能電池中部分結(jié)構(gòu)的表面形貌來增強(qiáng)太陽能電池的性能，提高其光電轉(zhuǎn)換效率；用納米壓印技術(shù)制作電極應(yīng)用于太陽能電池這三個(gè)方面。關(guān)鍵詞：納米壓印紫外壓印太陽能電池1正文納米壓印技術(shù)是華裔科學(xué)家美國普林斯頓大學(xué)周郁在20世紀(jì)1995年首先提出的。納米壓印是一種全新的圖形復(fù)制方法,它具有超高分辨率、高產(chǎn)量，成本低等特點(diǎn)。作為-?種低成本的下一代光刻技術(shù)，納米壓印技術(shù)將為納米制造提供新的機(jī)遇，被譽(yù)為
2、十大可改變世界的科技Z—。現(xiàn)在具有代表性的納米壓印技術(shù)有：熱圧印、紫外光壓印、微接觸印刷1-1熱壓印熱壓印相對丁傳統(tǒng)的納米加工方法，具有方法靈活、成本低廉和生物相容的特點(diǎn),并且可以得到高分辨率、高深寬比結(jié)構(gòu)。熱壓印的缺點(diǎn)是需要高溫、高壓，且即使在高溫、高壓下很長時(shí)間,對于有的圖案，仍然只能導(dǎo)致聚合物的不完全位移，即不能完全填充印章的腔休。1.1.1熱壓印的工藝過程（1）聚合物被加熱到它的玻璃化溫度以上；（2）施加壓力。聚合物被圖案化的模具所丿衣；（3）模壓過程結(jié)束后，柴個(gè)疊層被冷卻到聚合物玻璃化溫度以下，以使圖案固化；（4）脫模：（5）圖案轉(zhuǎn)移，利用刻蝕
3、技術(shù)或剝離技術(shù)進(jìn)行圖案轉(zhuǎn)移。1.2紫外壓印紫外固化納米壓卬技術(shù)與熱壓卬技術(shù)相比不需要加熱，可在常溫下進(jìn)行，避免了熱膨脹因索,也縮短了壓印的時(shí)間；掩模板透明，易于實(shí)現(xiàn)層與層之間對準(zhǔn)，層與層之間的對準(zhǔn)精度可達(dá)到50nm,適合半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的要求。但紫外固化納米壓印技術(shù)設(shè)備昂貴，對工藝和環(huán)境的要求也非常高；沒有加熱的過程，光刻膠中的氣泡難以排出，會對細(xì)微結(jié)構(gòu)造成缺陷。1.2.1紫外壓印的工藝過程1.采用石英SiO2等作為掩模板材料；2.在Si等襯底材料上涂覆一層厚度為400?500nm的低粘度、流動性好、対紫外光敏感的光刻膠；3.低壓將模板壓在光刻膠上，使光刻膠填
4、充模板空隙；充分填充后利用紫外光照対模板背面，使光刻膠化；4.脫模后利用等離子體刻蝕技術(shù)將殘留膠除°1.3微接觸印刷微接觸印刷不但具有快速、廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn),而比它還不需要潔凈間的苛刻條件，其至不需要絕對平整的農(nóng)面。微接觸印刷還適合多種不同表面，具有操作方法靈活多變的特點(diǎn)。該方法缺點(diǎn)是在亞微米尺度，印刷時(shí)硫醇分子的擴(kuò)散將影響對比度，并使印出的圖形變寬。通過優(yōu)化浸墨方式、浸墨時(shí)間，尤其是控制好印章上墨量及分和，可以使擴(kuò)散效應(yīng)下降。1.3.1微接觸印刷的工藝過程1.使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)等高分子聚合物作為掩模制作材料，采用光學(xué)或電子束光刻技術(shù)制備掩模板；2
5、.將掩模板浸泡在含硫醇的試劑中，在模板上形成-層硫醇膜；3.再將PDMS模板壓在鍍金的襯底上10?20s后移開，硫醇會與金反應(yīng)生成自紐?裝的單分子層SAM,將圖形山模板轉(zhuǎn)移到襯底上。2納米壓印應(yīng)用微納米壓印技術(shù)作為一門新穎而實(shí)用性很強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)，發(fā)展非殆迅速。其在納米電子器件、納米光學(xué)元件、納米生物傳感器及其他具有納米結(jié)構(gòu)的功能圖形制作方面，將顯示出其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢。它能廣泛采用各種高分子有機(jī)材料制造微米至納米尺寸的器件，可以達(dá)到分辨率小于10mm的水平，無疑將為IT與微電子產(chǎn)業(yè)、生物與生命科學(xué)、環(huán)境與新能源技術(shù)等領(lǐng)域的加速發(fā)展帶來重大的影響，成為未來主
6、流芯片、顯微鏡頭、微生物傳感器、能源轉(zhuǎn)化器以及微射流原器件的生產(chǎn)方式。另外在制造高密度磁性記錄器件方面也有很大的潛力。3納米壓印在光伏電池領(lǐng)域的應(yīng)用3.1太陽能電池的概述太陽能是一種淸潔、安全、叮再生和分布范圍廣的綠色能源，是今后替代能源發(fā)展的戰(zhàn)略性領(lǐng)域。太陽能發(fā)電主要有太陽能光伏發(fā)電和太陽能光熱發(fā)電兩種形式。山于太陽能光伏發(fā)電具有安全可靠、尢噪聲、故障率低、維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)，是一種被看好的能源利用形式。近年來，我國的光伏電池產(chǎn)業(yè)在國外市場的拉動下發(fā)展迅速，2009年，我國光伏電池產(chǎn)量己突破200萬千瓦，位居世界首位。現(xiàn)在的太陽能電池主要有硅半導(dǎo)體，化合物
7、半導(dǎo)體和有機(jī)半導(dǎo)體三類。太陽能電池技術(shù)發(fā)展很快，按研發(fā)時(shí)間先后，第一代太陽能電池是晶硅類（單晶硅和多晶硅）,第二代是薄膜類和化合物類（非品硅、銅鋼銖硒、碑化銖、硝化鎘等），第三代為新概念類（色素增感太陽能電池或稱染料敏化電池等）。目前比較成熟口廣泛應(yīng)用的是品硅類太陽能電池.但是太陽的效率并不是很高，因此如何提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是近些年來的重要研究方向。現(xiàn)在國內(nèi)外太陽能電池行業(yè)都在圍繞著提高太陽能電池的光轉(zhuǎn)換效率和降低成本這兩大目標(biāo)開展研究工作。晶體硅高效A陽能電池和各類薄膜太陽能電池也是全球新型A陽能電池研發(fā)的熱點(diǎn)。薄膜太陽能電池研究主耍集中在非
8、晶質(zhì)薄膜電池、晞化鎘薄膜電池、銅鋼硒薄膜電池和多晶硅薄膜電池上。非晶質(zhì)太陽能電池
