1 上海交通大学物理系, 上海 200240
2 上海空间电源研究所, 上海 2011092
3 上海航天技术研究院, 上海 201109
用一个简单模型分析了量子点产生能级的原因,推导出能级与量子点尺寸的表达式。 根据量子点表面势垒为有限值的特点以及表面存在衰减波,提出量子点内电子波函数不完全满足 驻波条件的观点,在量子点的能级表达式中引入一个修正系数。结合量子点表面衰减波的特征, 给出量子点修正系数的计算方法。通过理论计算表明：量子点的能级以及能级之间的能量差(间隙)不 但与量子点的尺寸有关,而且与其边界条件有关。特别是对于非光滑的表面,其表面势垒对量子点的能级与能隙影响非常大。
量子点 半导体 能级 能隙 quantum dot semiconductor energy level energy gap
1 上海交通大学物理系, 上海 200240
2 上海空间电源研究所, 上海 2011092
通过热传导方程，根据不同的边界条件，分别计算了多晶硅酸腐蚀反应时腐蚀坑周围的温度场分布。模拟计算表明：如在酸腐蚀液中采用制冷措施，使酸腐蚀液本体温度维持在15 ℃，会使硅表面腐蚀坑底部与腐蚀坑开口温度差变大，有利于绒面获得开口小深度大的陷阱坑；如不控制酸液温度，则会导致腐蚀坑底部与坑开口温度差较小，从而使硅片表面产生深度浅、开口大的陷阱坑。在不同的温度下对多晶表面进行酸腐蚀制绒，样品表面的扫描电子显微镜(SEM)图显示，低温下绒面腐蚀坑密度大、深度大且开口小，与模拟分析结果基本相符。
表面光学 多晶硅 表面结构 陷光效应 温度场
1 上海交通大学 物理系, 上海200240
2 3M中国有限公司, 上海200233
当前越来越多的液晶显示器都朝着低功耗的方向发展, 而降低功耗的直接方法是减少作为光源的LED数目及功耗, 但因LED颗数变少, 使LED间距增大而产生hot spot。为解决这个问题, 文中在不改变LED 与导光板之间空气层的前提下, 增大相邻LED之间间距, 达了到很好的混光效果。由于LED入射导光板的光入射角增大, 解决了在LED背光模组的hot spot现象, 使均匀性得到最大程度的改善, 这一研究对于提高低功耗液晶显示器显示效果具有一定的参考意义。
均匀性 LED LED uniformity
1 上海交通大学 物理系, 上海 200240
2 上海航天技术研究院, 上海 201109
3 上海航天技术研究院811所, 上海 201109
通过改变氢氟酸和硝酸的比列, 进行了多晶硅表面腐蚀实验, 实验研究发现不同配比酸液能刻蚀形貌不同的陷阱坑, 消除深沟槽, 但陷阱坑开口大, 反射率比较高; 在优化氢氟酸和硝酸配比的基础上加入阴离子活性剂, 然后腐蚀多晶硅表面。实验样品的SEM显示, 多晶硅表面能形成比较均匀开口小的陷阱坑, 其表面反射率也比较低, 而且能有效消除长而深的腐蚀沟槽, 这对多晶硅太阳电池的研究具有一定的意义。
多晶硅 绒面技术 陷光效应 反射率 暗纹 multi-crystalline silicon texturing light trapping antireflection ditch
1 上海交通大学 物理系, 上海 200240
2 江苏常州亿晶光电科技有限公司, 江苏 常州 213213
单晶硅表面钝化后少子寿命以及制成的太阳电池转换效率与单晶硅表面金字塔大小、形貌和分布密切相关。用不同的碱液刻蚀单晶硅表面, 用SEM观察其表面绒面结构, 测量了不同碱液刻蚀的单晶硅表面的少子寿命以及对应太阳电池的转换效率。实验研究表明, 不同碱液刻蚀的单晶硅表面绒面结构形貌差异大, 少子寿命明显不同。进一步研究发现, 绒面上金字塔尺寸较大, 且分布不均匀, 则其少子寿命较短, 对应太阳电池的转换效率较低;反之, 绒面上金字塔小且分布均匀, 则绒面少子寿命相对较长, 对应的太阳电池转换效率相对较高。
单晶硅 绒面结构 金字塔 少子寿命 single crystal Si textured surface pyramid minority carrier lifetime
1 上海交通大学 物理系， 上海 200240
2 上海航天技术研究院， 上海 201109
酸刻蚀多晶硅表面技术是当前太阳能研究的热点之一。利用亚硝酸钠比硝酸钠氧化能力弱的特点，在普通酸刻蚀液中用亚硝酸钠取代硝酸配制多晶硅表面刻蚀液，然后在相同的工艺条件下刻蚀多晶硅表面。实验样品的SEM显示：含有NaNO2酸刻蚀液使多晶硅表面能布满蚯蚓状的腐蚀坑，腐蚀坑的深度比传统的酸刻蚀的陷阱坑深，而且密度分布比较均匀，样品平均反射率下降到23.5%，与传统配方酸刻蚀液刻蚀的多晶硅表面相比，平均反射率下降了8%左右。
多晶硅 表面修饰 形貌 反射率 poly-Si wafers surface texturing topography reflectance
1 上海交通大学 物理系,上海 200240
2 上海交通大学 林洋太阳能光伏研发中心,上海 201109
3 上海航天技术研究院,上海 201109
4 上海神舟新能源发展有限公司,上海 201112
多晶硅表面制绒技术是太阳能光伏产业亟待突破的一个关键技术.本文根据多晶硅强酸制绒的基本原理，提出了表面活性剂钝化多晶硅表面以降低硅原子与酸反应速度从而改善多晶硅绒面形貌的方法.实验研究了不同含量的添加剂对酸液刻蚀多晶硅绒面形貌的影响，用扫描电镜观察对应的绒面结构，用积分反射仪测量其绒面的表面反射率.实验结果表明：加入活性剂后酸液能使多晶硅表面陷阱坑分布更加均匀，并且能有效消除产生漏电流的缺陷性深沟槽，样品表面反射率比较低，其表面反射率降低到21.5%.与传统酸液腐蚀的多晶硅绒面结构相比，陷阱坑密度明显增加，这种方法在多晶硅太阳电池的生产中是有价值的.
多晶硅 绒面技术 陷光效应 反射率 Multi-crystalline silicon Surface etching Topography Reflectance
1 上海交通大学物理系, 上海 200240
2 上海航天技术研究院, 上海 201109
3 上海交大林洋太阳能光伏研发中心, 上海 200240
4 上海神舟新能源发展有限公司, 上海 201112
提出了多晶硅表面陷阱坑内表面高次绒面的陷光模型。利用测不准原理，分析了光子散射方向与绒面上凸点大小的关系，利用光学傅里叶变换推导了光子逃逸陷阱坑概率与绒面陷阱坑形貌的关系。理论分析结果表明内表面布满凹凸点的U字形陷阱坑反射率比V字形的低；而内表面光滑的U字形陷阱坑的反射率比V字形的高。利用扫描电子显微镜拍摄了碱液刻蚀的多晶硅样品表面图像，分析了碱液刻蚀的不同晶面陷阱坑的形貌。\[100\]晶面呈峡谷状的陷阱坑，\[111\]晶面呈扭曲的U字形凹坑，\[110\]晶面则显示混合结构。实验测量了样品不同晶面的反射率曲线，证实了U字形陷阱坑的绒面具有相对低的反射率，与理论分析结果基本吻合。
表面光学 多晶硅 表面结构 陷光效应 反射率
1 上海交通大学物理系, 上海 200240
2 上海航天技术研究院, 上海 201109
利用光学傅里叶变换研究多晶硅绒面微结构形貌与反射率之间的关系。理论分析表明：多晶硅绒面反射率与表面微结构形貌、单位面积上陷阱坑数量有关。如绒面由V字型槽或坑构成，则绒面反射率比较高；如多晶硅表面上密集布满U字形坑或槽、内表面绒面化，这种结构构成的绒面反射率低。实验上用不同比例的酸液刻蚀多晶体表面，用扫描电镜(SEM)观察多晶硅表面SEM图，测量了其表面反射率，分析表面结构形貌与反射率的关系。实验结果与理论分析相吻合。
太阳能电池 多晶硅 形貌 陷光效应 反射率
1 上海交通大学 物理系，上海 200240
2 上海交通大学 林洋太阳能光伏研发中心，上海 201109
3 上海航天技术研究院，上海 200082
4 上海神舟新能源发展有限公司,上海 201112
在普通碱液中添加一种特殊的添加剂，在不同时间下对单晶硅表面进行刻蚀.用扫描电子显微镜观察样品表面形貌，结果显示：单晶硅片放入加入添加剂2 mL的刻蚀液中，经过10 min刻蚀后晶体表面零星出现大小不一的金字塔，并有大面积的平滑区；刻蚀15 min后金字塔大小趋向一致，平滑区面积缩小；刻蚀20 min硅片表面形成平均尺寸为2～4 μm金字塔绒面结构，并且均匀性好、覆盖率高；刻蚀25 min后，进入过腐蚀阶段，金字塔出现变大的现象.研究表明：与传统碱腐蚀相比，添加剂可以缩短单晶硅刻蚀时间，并获得较为理想的绒面结构，在工业上应用可以降低生产成本和生产时间，提高生产率.
单晶硅 微结构 绒面 Single crystal Si Micro-structure Textured structure
