氧化薄膜的光电子性能,其结构是通过亚皮秒直接激光干扰图案
Herman Heffner1,2, Marcos Soldera3, Andrés Fabián Lasagni3,4
1Institut Für Fertigungstechnik, Technische Universität Dresden, George-Bähr-Str. 3c, 01069, Dresden, Germany. herman.heffner@tu-dresden.de.
Scientific reports
|June 16, 2023
概括
直接激光干扰图案 (DLIP) 纹理的氧化 (ITO) 薄膜,以增强太阳能电池中的光捕获. 这种表面修改显著增加了光学传输率,潜在地提高了薄膜太阳能电池效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光电学是指光电子产品.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 提高薄膜太阳能电池的效率需要增强的捕光能力.
- 透明导电氧化物 (TCO) 层的纹理促进了光线散射到太阳能吸收器中.
- 氧化 (ITO) 是用于太阳能电池的常见TCO材料.
研究的目的:
- 为了研究红外分比秒直接激光干扰模式 (DLIP) 对氧化 (ITO) 薄膜的影响.
- 分析DLIP引起的表面地形修改.
- 评估这些修改对光学传输率和潜在太阳能电池性能的影响.
主要方法:
- 薄膜印氧化 (ITO) 样本使用红外次皮秒直接激光干扰模式 (DLIP) 进行处理.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 和共聚焦显微镜来表征表面形态.
- 在400-1000nm光谱范围内测量了光学传输率 (总和扩散).
- 估计Haacke的优点是为了评估潜在的太阳能电池性能提升.
主要成果:
- DLIP创建了周期性微通道 (5微米周期),高度在15至450nm之间.
- 激光诱导的周期性表面结构 (LIPSS) 与微通道并行观察到.
- 实现了平均总传导率 (高达10.7%) 和分散传导率 (高达1900%) 的相对显著增加.
- 接近除值的表面修改显示了提高太阳能电池性能的潜力.
结论:
- 红外子皮秒DLIP有效地改变了ITO表面的地形,创造了微型和纳米结构.
- 产生的结构增强光散射,导致光学传输率大幅增加.
- 表面纹理的ITO薄膜有望提高使用ITO作为前电极的薄膜太阳能电池的效率.
