采用银金属辅助化学腐蚀技术在多晶硅衬底上制备了黑硅绒面，通过能谱仪、扫描电子显微镜和反射率测试仪对所制备黑硅样品的表面银金属残留、形貌和光吸收进行了表征和分析。在此基础之上，通过扩散、腐蚀清洗、镀膜和印刷烧结测试等工序，将多晶黑硅样品制备成太阳电池片，并通过IV和EL测试仪对其光伏性能和电致发光特性进行了测量和分析。结果表明，与无银残留样品规则、均匀的圆形腐蚀坑绒面相比，黑硅制备过程中如果有银离子残留在表面，扩孔后的表面形貌呈现为方向杂乱和深浅不一的凹坑状形貌，且凹坑周围边界尖锐、形状不规则，制备成电池后转换效率偏低3.03%。

基于Reynolds方程和P-C(Patir and Cheng)模型,分别建立了织构表面在流体动压润滑及混合润滑状态下的理论模型。采用有限差分法并结合数值迭代,利用Matlab编程对模型进行计算,获得计算域内的压力分布和织构表面的理论摩擦系数,以此作为织构表面摩擦学性能的判断标准。采用飞秒激光加工工艺,在氧化锆(ZrO₂)增强HA(Hydroxyapatite,羟基磷灰石)生物陶瓷涂层表面,加工出具有不同排布方式的椭圆形织构阵列和不同面覆率的圆形织构阵列。在往复实验平台进行摩擦磨损实验,利用三维轮廓仪表征涂层的磨损深度,并验证了数值模型。

针对石油钻探井口机械在长期高频、高负载工况条件下重要受力部件牙板极易磨损的问题, 采用激光在牙板表面制备阵列凹坑, 以提高其耐磨损性能。利用波长1 064 nm、功率500 W的多功能脉冲激光加工机对牙板 42CrMo合金钢表面进行激光织构化处理, 制备出直径为800 μm, 间距分别为1.8、1.5、1.2 mm的阵列凹坑; 分别用金相显微镜和超景深三维显微镜观察试件表面二维和三维形貌; 利用MMH-5环块三体摩损试验机进行了摩擦实验, 通过摩擦前后的试件质量差和磨损区域表面厚度的变化, 比较了激光织构化处理前后表面的耐磨损效果, 分析了耐磨损的机理, 并研究了阵列凹坑不同间距对滑动摩擦耐磨性能的影响。结果表明, 在相同摩擦工况条件下, 阵列凹坑激光织构化表面比未织构表面耐磨损性能要好, 并且凹坑占有率越大, 磨损量越小, 间距为1.2 mm的织构化表面磨损量减少86.03% 。磨损机制主要为磨粒磨损。阵列凹坑结构化表面耐磨损性能提高的主要原因有: 一是激光相变硬化作用, 提高了试件表面硬度; 二是阵列凹坑织构表面在摩擦过程中对犁沟起到破坏作用, 从而减缓了磨粒磨损。

Textured surface boron-doped zinc oxide (BZO) thin films were fabricated by metal organic chemical vapor deposition as transparent conductive oxide (TCO) for solar cells. The surface microstructure was characterized by X-ray diffraction spectrum and scanning electron microscope. The optical transmittance was shown by optical transmittance microscope and the electrical properties were tested by Hall measurements. The thickness of the BZO film has crucial impact on the surface morphology, optical transmittance, and resistivity. The electrical and optical properties as well as surface microstructure varied inconsistently with the increase of the film thickness. The grain size and the surface roughness increased with the increase of the film thickness. The conductivity increased from 0.96×10³ to 6.94×10³ S/cm while the optical transmittance decreased from above 85% to nearly 80% with the increase of film thickness from 195 to 1021 nm. The BZO films deposited as both front and back transparent electrodes were applied to the bifacial ptype a-Si:H/i-type a-Si:H/n-type c-Si/i-type a-Si:H/n⁺-type a-Si:H heterojunction solar cells to obtain the optimized parameter of thickness. The highest efficiency of all the samples was 17.8% obtained with the BZO film thickness of 829 nm. Meanwhile, the fill factor was 0.676, the opencircuit voltage was 0.63 Vand the short-circuit density was 41.79 mA/cm². The properties of the solar cells changing with the thickness were also investigated.

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。

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。