新型银纳米点对非晶硅薄膜光吸收的影

响

当前，提高薄膜太阳能电池的效率是大家所关注的研究课题。除了表面绒化和抗反射层

外，金属纳米图形对于增强薄膜太阳能电池的吸收已引起更多的注意。以前的研究表明，不
同直径的金属纳米点能在

800nm 处将光电子流提高数倍。为了研究金属纳米点对增强吸收

的作用，纳米点的尺寸和分布必须均匀。有几种方法已用于制造金属纳米图形，例如常规的
光刻和自组装技术。但是，这些方法有一些缺点，如产出低或设备成本高。采用阳极氧化的
超薄氧化铝（

AAO）膜作为淀积掩膜被认为是低成本制作纳米图形的潜在方法，因为它们

在大面积上的面密度高，且尺寸分布窄。本研究中，我们用超薄

AAO 模板在玻璃衬底上制

备了

Ag 纳米点，研究了氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜因这些 Ag 纳米图形而增强的光吸收。

　　实验

　　

AAO 模板是在 0.3M 草酸(C2H2O4)溶液通过铝片的二步法阳极氧化工艺制作的。阳极

氧化处理前，铝片用丙酮进行脱脂处理，然后在

H2SO4 和 H3PO4 的混合溶液中进行电化

学抛光。第一次阳极氧化是在固定电压

40V 下进行的，用冷却系统把电解液温度保持为

0

℃。然后把阳极氧化的 Al 片浸没在 6wt%H3PO4 中，除去在第一次阳极氧化时形成的氧化

铝层。在与第一次阳极氧化工艺相同的条件下进行第二次阳极氧化步骤，不过时间短一些。
留下的

Al 箔和底部的阻挡层分别在基于 CuSO4 溶液和 6wt%H3PO4 中刻蚀。

　　得到了通孔

AAO 膜，接着转移到玻璃衬底上。用电子束蒸发通过 AAO 模板制备 Ag 纳

米点。然后用

3MNaOH 溶液将 AAO 模板刻蚀掉，在玻璃衬底表面留下 Ag 纳米微粒。接着，

用等离子增强化学气相淀积

(PECVD)在 Ag 图形玻璃衬底上生长 a-Si:H 薄膜，再在玻璃背

面涂

Ag 膜。为了比较，也在玻璃上淀积 a-Si:H 薄膜，而没有 Ag 纳米点。用扫描电子显微镜

(SEM)观察 AAO 膜和 Ag 纳米点的表面形貌，确定它们的特性。用 UV-VIS-NIR 分光光度计
研究如此淀积的

Ag 纳米点和 Si:H 薄膜的光学性质。

　　结果和讨论