一种具有柱状分立结构的非晶硅薄膜的制备方法

摘要

本发明属于硅纳米材料制备技术领域，特别涉及一种具有柱状分立结构的非晶硅薄膜的制备方法。本发明方法在玻璃基片上排布单层密排聚苯乙烯(PS)小球，然后采用磁控溅射法镀硅，得到了分立的硅纳米柱阵列。通过制备纳米柱阵列结构以及对阵列结构的调控，非晶硅薄膜的光学吸收率有了很大的提升。本方法成本低，操作简便，可调控性好，性能提升显著，因而可在硅基太阳能电池中得到广泛应用。

主权项

一种具有柱状分立结构的非晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将玻璃基片洗净并进行亲水处理；(2)在经过步骤(1)处理过的玻璃基片上制备单层密排聚苯乙烯小球阵列，制备方法如下：a.将聚苯乙烯小球水溶液与无水乙醇以体积比1：(0.8～1.2)混合，并将所得混合溶液超声分散；b.将玻璃垫片洗净并进行亲水处理，待晾干后置于表面皿中央，向表面皿中加入去离子水直至水面顶端高于玻璃垫片表面但未浸没玻璃垫片；c.将步骤a中得到的混合溶液，滴加至玻璃垫片上；d.从表面皿边缘滴入1‑2滴十二烷基硫酸钠水溶液，聚苯乙烯小球被推至一侧并密排；然后在具有十二烷基硫酸钠分子的一侧从液面下加入去离子水，使液面升高；然后将玻璃垫片拨至具有十二烷基硫酸钠分子一侧，将经步骤(1)处理后的玻璃基片覆于玻璃垫片上；将玻璃垫片及其上所覆的玻璃基片一同推至聚苯乙烯小球一侧液面下；e.从十二烷基硫酸钠分子一侧插入液面以下吸水使液面下降至低于玻璃基片表面；待玻璃基片上的水分完全蒸发后取出，其上即排布有单层密排的聚苯乙烯小球阵列；(3)利用磁控溅射在排布有单层密排聚苯乙烯小球阵列的玻璃基片上沉积硅薄膜；具体方法为：使用磁控溅射镀膜机，以硅作为靶材，固定排布有单层密排聚苯乙烯小球阵列的玻璃基片，使之与靶材间距为18cm，将磁控溅射镀膜机腔室抽至2×10^－4～3×10^－4Pa的高真空，以流量为20SCCM的氩气作为保护气，在电压350～500V，电流0.06～0.08A的条件下溅射60分钟。