專利名稱：一種用于制備硅片表面硅納米柱陣列的溶液及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硅表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種新型的硅表面硅納米柱陣列的制備エ藝，適用于太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硅是太陽(yáng)能電池制備的關(guān)鍵材料，因入射光在硅片表面有30%發(fā)生反射，所以提高硅片表面的光吸收和轉(zhuǎn)化能力一直受到關(guān)注，硅表面制備硅納米柱陣列是提高光吸收和轉(zhuǎn)化能力其中的方法之一。文獻(xiàn)(Seong-Ho Baek, Seong-Been Kim, Jang-Kyoo Shin, Jae Hyun Kim, Preparation οι hybrid silicon wire and planar solar cells having ZnO antireflection coating by all-solution processes, Solar Energy Materials & Solar Cells 96 (2012) 251 - 256.)和文獻(xiàn)(Priyamka Singh, Shailesh N. Sharmma and N. M. Ravindra, Applications of porous silicon thin films in Solar cells and biosensors, J0M, 26(6) (2010) 17- .)分別敘述了硅片表面用 HF酸清洗后用 NH40H (30%)/H202 (30%)/H20 (1:1:5，ν/ν)在60°C腐蝕30分鐘制備硅納米柱和用含HF酸的溶液電化學(xué)腐蝕制備硅納米柱陣列的エ藝，但兩者都未提到用溶液中微等離子體在硅片表面制備硅納米柱陣列的方法，而且都用到影響環(huán)境的HF酸。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種在硅片表面用室溫溶液中微等離子體方法制備硅納米柱陣列的エ藝，即ー種用于制備硅片表面硅納米柱陣列的溶液及制備方法。該方法與環(huán)境兼容性好，處理速度快，具有處理效率高、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)。本發(fā)明處理后的硅片表面納米柱陣列的納米柱直徑和高度可根據(jù)エ藝調(diào)整，納米柱的分布密度也可根據(jù)エ藝可調(diào)，這樣降低了成本，提高了光的轉(zhuǎn)化效率。技術(shù)方案本發(fā)明所述的ー種用于制備硅片表面硅納米柱陣列的溶液，包括如下組分硅酸鹽5-10%，有機(jī)醇5-10%，水80-85% ；以重量百分比計(jì)；所述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀，所述有機(jī)醇為乙醇或丙三醇，所述水為去離子水。采用上述溶液制備硅片表面硅納米柱陣列的方法為把硅片置入所述的溶液中， 以硅片為陰極，以惰性電極材料為陽(yáng)扱，在500-700V電壓下，處理1-3分鐘，取出硅片，即可得到雙面排列硅納米柱陣列的硅片。進(jìn)一歩，所述惰性電極材料為石墨。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是本發(fā)明所述的在硅片表面用室溫溶液中微等離子體方法制備硅納米柱陣列的エ藝，該方法與環(huán)境兼容性好，因溶液為室溫，處理速度快，簡(jiǎn)化了硅片的處理工序，具有處理效率高、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)；同時(shí)本發(fā)明處理后的硅片表面納米柱陣列的納米柱直徑和高度可根據(jù)ェ藝調(diào)整，納米柱的分布密度也可根據(jù)ェ藝可調(diào)，這樣降低了成本，提高了光的轉(zhuǎn)化效率。


圖1為實(shí)施例1制得的硅片表面硅納米柱陣列的表面形貌圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。實(shí)施例1 在IL去離子水中加入56g硅酸鈉、44mL丙三醇溶液，以硅片為陰極，石墨為陽(yáng)扱，在623V電壓下處理2分鐘，其硅納米柱陣列的柱徑小于500nm，說(shuō)明處理速度快， 效率高，能明顯的降低硅片表面的處理成本。實(shí)施例2 首先在ー個(gè)IOL槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解563g硅酸鈉和794mL丙三醇，最后加水至10L，得到電解液，以硅片為陰極，石墨為陽(yáng)極，在583V電壓下處理3分鐘，其硅納米柱陣列柱徑小于800nm。實(shí)施例3 首先在ー個(gè)IOL槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解563g硅酸鉀和440mL丙三醇，最后加水至10L，得到電解液，以硅片為陰扱，石墨為陽(yáng)扱，在516V電壓下處理1分鐘，其硅納米柱陣列的柱徑小于600nm。實(shí)施例4 首先在ー個(gè)IOL槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解IOOOg硅酸鈉和873mL乙醇，最后加水至10L，得到電解液，以硅片為陰極，石墨為陽(yáng)極，在620V電壓下處理3分鐘，其硅納米柱陣列的柱徑小于650nm。實(shí)施例5 首先在ー個(gè)IOL槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解530g硅酸鉀和1270mL乙醇，最后加水至10L，得到電解液，以硅片為陰扱，石墨為陽(yáng)極，在566V電壓下處理1分鐘，其硅納米柱陣列的柱徑小于600nm。實(shí)施例6 首先在ー個(gè)IOL槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解563g硅酸鈉和440mL丙三醇，最后加水至10L，得到電解液，以硅片為陰極，石墨為陽(yáng)極，在700V電壓下處理1分鐘，其硅納米柱陣列的柱徑小于700nm。實(shí)施例7 首先在ー個(gè)IOL槽中取2/3的去離子水，在攪拌下依次溶解600g硅酸鉀和600mL丙三醇，最后加水至10L，得到電解液，以硅片為陰極，石墨為陽(yáng)極，在700V電壓下處理1分鐘，其硅納米柱陣列的柱徑小于650nm。如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種用于制備硅片表面硅納米柱陣列的溶液，其特征在干，包括如下組分硅酸鹽 5-10%，有機(jī)醇5-10%，水80-85% ；以重量百分比計(jì)；所述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀，所述有機(jī)醇為乙醇或丙三醇，所述水為去離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述溶液制備硅片表面硅納米柱陣列的方法，其特征在干，把硅片置入所述的溶液中，以硅片為陰扱，以惰性電極材料為陽(yáng)扱，在500-700V電壓下，處理1-3 分鐘，取出硅片，即可得到雙面排列硅納米柱陣列的硅片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備硅片表面硅納米柱陣列的方法，其特征在干，所述惰性電極材料為石墨。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于制備硅片表面硅納米柱陣列的溶液及制備方法，把硅片置入如下溶液中包括組分硅酸鹽5-10%，有機(jī)醇5-10%，水80-85%，以重量百分比計(jì)；所述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀，所述有機(jī)醇為乙醇或丙三醇，所述水為去離子水；以硅片為陰極，以惰性電極材料為陽(yáng)極，在500-700V電壓下，處理1-3分鐘，取出硅片，即可得到雙面排列硅納米柱陣列的硅片；該方法與環(huán)境兼容性好，因溶液為室溫，處理速度快，簡(jiǎn)化了硅片的處理工序，具有處理效率高、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)；同時(shí)本發(fā)明處理后的硅片表面納米柱陣列的納米柱直徑和高度可根據(jù)工藝調(diào)整，納米柱的分布密度也可根據(jù)工藝可調(diào)，這樣降低了成本，提高了光的轉(zhuǎn)化效率。
文檔編號(hào)C25D9/08GK102534716SQ201210087660
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者包曄峰, 楊可, 蔣永鋒 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)