反应扩散刻蚀工艺的研究与应用
发布时间：2023-10-31 19:40
对于薄膜太阳能电池而言,在玻璃基底上廉价高效地制备陷光结构是光伏行业研究的热点。传统的光刻、激光直写及反应离子刻蚀等加工工艺虽能精确制备陷光结构,但其需要昂贵的设备投入,复杂的工艺过程也增加了加工成本和生产周期。微接触印刷虽能在金属表面通过硅氧化学键合形成自组装单分子层,但是这种自组装大部分也仅限于硫醇与金之间的化学反应,更为重要的是该弹性印章在结构面处提供的化学试剂很少,而且在反应过程中得不到有效补充,这一局限导致微接触印刷方法对基底难以进行相对较深的刻蚀,目前主要用于微纳结构的图形化。本论文提出了一种利用反应扩散刻蚀将石英玻璃表面的Cr/Cu种子层图形化,然后通过湿法刻蚀制备陷光阵列结构的加工工艺。首先,研究配制一种硝酸铈铵乙醇混合溶液;接着研究使用图形化的弹性印章PDMS吸附足够量的硝酸铈铵乙醇混合溶液,并将此PDMS作为反应扩散刻蚀的模板;然后在基底接触面处使弹性印章内部扩散出来的反应刻蚀剂与Cr/Cu种子层发生化学反应进行刻蚀图形化;最后将石英玻璃基底上的Cr/Cu种子层作为湿法刻蚀的掩模板,利用氢氟酸溶液刻蚀石英玻璃基底,在该基底表面获得了二维周期性的浴盆形状微凹坑阵列结构...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 太阳能电池基本原理和特点
1.2.1 太阳能电池发电原理
1.2.2 太阳能电池等效电路
1.2.3 太阳能电池的主要技术参数
1.3 太阳能电池简介
1.3.1 太阳能电池概述
1.3.2 硅基太阳能电池分类及优缺点
1.3.3 硅基太阳能电池产业化挑战及发展方向
1.4 微纳陷光技术
1.5 论文的研究背景、意义及主要内容
1.5.1 论文研究的背景与现状
1.5.2 论文研究的主要目的和意义
1.5.3 论文的主要内容及组织架构
第二章 微纳结构常用加工方法及实验典型制备工艺
2.1 微纳结构常用加工方法
2.1.1 光刻刻蚀方法
2.1.2 聚焦离子束方法
2.1.3 纳米压印
2.1.4 分子自组装方法
2.2 实验的典型制备工艺简介
2.2.1 玻璃基片标准清洗工艺
2.2.2 玻璃基片磁控溅射工艺
2.2.3 涂胶工艺
2.2.4 光刻显影工艺
2.2.5 两种石英玻璃刻蚀工艺
2.3 本章小结
第三章 反应扩散刻蚀基本原理、加工流程及关键工艺的研究
3.1 概述
3.2 石英玻璃模板制备基本工艺方法和流程
3.3 实验测试设备与表征方法
3.4 分子扩散基本原理
3.4.1 分子扩散现象及扩散表象理论
3.4.2 初始边界条件以及方程求解
3.5 反应扩散刻蚀加工工艺基本原理和参数控制
3.5.1 反应扩散刻蚀加工基本原理
3.5.2 反应扩散刻蚀加工过程的参数控制
3.6 PDMS材料和性能研究
3.6.1 有机化合物PDMS简介
3.6.2 PDMS的化学分子结构及链柔性
3.6.3 PDMS主要性质
3.7 浴盆形状微凹坑阵列结构加工工艺流程
3.7.1 实验材料和实验设备
3.7.2 PDMS软模板浇铸制备工艺
3.7.3 反应扩散刻蚀溶液的配制及软模板制备
3.7.4 浴盆形状微凹坑阵列结构的加工制备
3.8 反应扩散刻蚀实验结果和分析讨论
3.8.1 点阵结构特性表征
3.8.2 分析讨论
3.9 本章小结
第四章 反应扩散刻蚀工艺在太阳能电池上的应用研究
4.1 微纳阵列结构的衍射原理
4.2 浴盆形状微凹坑阵列结构光学性能测试
4.2.1 表面抗反射和光能防逃逸结果测试
4.2.2 光的散射和透光能力测试
4.3 浴盆形状微凹坑阵列结构陷光机理
4.3.1 表面抗反射原理研究
4.3.2 光能防逃逸原理研究
4.3.3 太阳能电池组件的封装结构
4.3.4 硅叠层太阳能电池的制备工艺
4.4 浴盆形状微凹坑阵列结构提升薄膜太阳能电池光电转换效率
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 主要工作与创新点
5.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
本文编号：3859360
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 太阳能电池基本原理和特点
1.2.1 太阳能电池发电原理
1.2.2 太阳能电池等效电路
1.2.3 太阳能电池的主要技术参数
1.3 太阳能电池简介
1.3.1 太阳能电池概述
1.3.2 硅基太阳能电池分类及优缺点
1.3.3 硅基太阳能电池产业化挑战及发展方向
1.4 微纳陷光技术
1.5 论文的研究背景、意义及主要内容
1.5.1 论文研究的背景与现状
1.5.2 论文研究的主要目的和意义
1.5.3 论文的主要内容及组织架构
第二章 微纳结构常用加工方法及实验典型制备工艺
2.1 微纳结构常用加工方法
2.1.1 光刻刻蚀方法
2.1.2 聚焦离子束方法
2.1.3 纳米压印
2.1.4 分子自组装方法
2.2 实验的典型制备工艺简介
2.2.1 玻璃基片标准清洗工艺
2.2.2 玻璃基片磁控溅射工艺
2.2.3 涂胶工艺
2.2.4 光刻显影工艺
2.2.5 两种石英玻璃刻蚀工艺
2.3 本章小结
第三章 反应扩散刻蚀基本原理、加工流程及关键工艺的研究
3.1 概述
3.2 石英玻璃模板制备基本工艺方法和流程
3.3 实验测试设备与表征方法
3.4 分子扩散基本原理
3.4.1 分子扩散现象及扩散表象理论
3.4.2 初始边界条件以及方程求解
3.5 反应扩散刻蚀加工工艺基本原理和参数控制
3.5.1 反应扩散刻蚀加工基本原理
3.5.2 反应扩散刻蚀加工过程的参数控制
3.6 PDMS材料和性能研究
3.6.1 有机化合物PDMS简介
3.6.2 PDMS的化学分子结构及链柔性
3.6.3 PDMS主要性质
3.7 浴盆形状微凹坑阵列结构加工工艺流程
3.7.1 实验材料和实验设备
3.7.2 PDMS软模板浇铸制备工艺
3.7.3 反应扩散刻蚀溶液的配制及软模板制备
3.7.4 浴盆形状微凹坑阵列结构的加工制备
3.8 反应扩散刻蚀实验结果和分析讨论
3.8.1 点阵结构特性表征
3.8.2 分析讨论
3.9 本章小结
第四章 反应扩散刻蚀工艺在太阳能电池上的应用研究
4.1 微纳阵列结构的衍射原理
4.2 浴盆形状微凹坑阵列结构光学性能测试
4.2.1 表面抗反射和光能防逃逸结果测试
4.2.2 光的散射和透光能力测试
4.3 浴盆形状微凹坑阵列结构陷光机理
4.3.1 表面抗反射原理研究
4.3.2 光能防逃逸原理研究
4.3.3 太阳能电池组件的封装结构
4.3.4 硅叠层太阳能电池的制备工艺
4.4 浴盆形状微凹坑阵列结构提升薄膜太阳能电池光电转换效率
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 主要工作与创新点
5.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
本文编号：3859360
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