Low Reflection and Low Surface Recombination Rate Nano-Needle Texture Formed by Two-Step Etching for Solar Cells

黑硅 材料科学 薄脆饼 钝化 光电子学 蚀刻(微加工) 图层(电子) 纳米结构 纳米技术
作者
Chia-Hsun Hsu,Shih-Mao Liu,Shui‐Yang Lien,Xiaoying Zhang,Yun-Shao Cho,Yanhua Huang,Sam Zhang,Songyan Chen,Wen‐Zhang Zhu
出处
期刊:Nanomaterials [MDPI AG]
卷期号:9 (10): 1392-1392 被引量:7
标识
DOI:10.3390/nano9101392
摘要

In this study, needle-like and pyramidal hybrid black silicon structures were prepared by performing metal-assisted chemical etching (MACE) on alkaline-etched silicon wafers. Effects of the MACE time on properties of the black silicon wafers were investigated. The experimental results showed that a minimal reflectance of 4.6% can be achieved at the MACE time of 9 min. The height of the nanostructures is below 500 nm, unlike the height of micrometers needed to reach the same level of reflectance for the black silicon on planar wafers. A stacked layer of silicon nitride (SiNx) grown by inductively-coupled plasma chemical vapor deposition (ICPCVD) and aluminum oxide (Al2O3) by spatial atomic layer deposition was deposited on the black silicon wafers for passivation and antireflection. The 3 min MACE etched black silicon wafer with a nanostructure height of less than 300 nm passivated by the SiNx/Al2O3 layer showed a low surface recombination rate of 43.6 cm/s. Further optimizing the thickness of ICPCVD-SiNx layer led to a reflectance of 1.4%. The hybrid black silicon with a small nanostructure size, low reflectance, and low surface recombination rate demonstrates great potential for applications in optoelectronic devices.
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