研究表明，太陽(yáng)能電池上的硅片表面上幾分鐘內(nèi)形成的光吸收孔洞與尖峰。在萊斯大學(xué)的科學(xué)家們進(jìn)行的試驗(yàn)中，金在黑硅上起到雙重作用，其一是作為電極，其二是作為催化劑在幾分鐘內(nèi)對(duì)硅片表面進(jìn)行刻蝕。

　　萊斯大學(xué)的研究員們發(fā)現(xiàn)一種全新的方法，來(lái)提高太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)效率，這種方法就是通過(guò)使用頂電極作為催化劑使純硅轉(zhuǎn)變成價(jià)值不菲的黑硅。

　　萊斯實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家Andrew Barron美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊的應(yīng)用材料與表面上發(fā)表了這項(xiàng)研究。

　　黑硅是一種具有高變形表面的硅，這種高變形表面上分布著許多納米尺度的尖峰或者孔洞，這些尖峰或孔洞的尺寸小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)。這種結(jié)構(gòu)能夠有效的吸收一天內(nèi)任意時(shí)間和任意角度的可見(jiàn)光。Barron和他的團(tuán)隊(duì)研究改進(jìn)黑硅的制備工藝已有一段時(shí)日，據(jù)他所言，制備工藝上的進(jìn)步應(yīng)該能夠進(jìn)一步推進(jìn)其商業(yè)化進(jìn)程。

　　Barron表示，萊斯大學(xué)博士后研究員Yen-Tien Lu進(jìn)行的這項(xiàng)新研究有兩項(xiàng)閃光點(diǎn)。首先，簡(jiǎn)化繁雜的過(guò)程是一項(xiàng)極好的創(chuàng)舉。其次，這是金屬首次在幾毫米的距離作為反應(yīng)催化劑。

　　Barron說(shuō)太陽(yáng)能電池的制造中,經(jīng)常將金屬層作為頂電極。眾所周知的新方法是接觸輔助性化學(xué)刻蝕，這種新方法應(yīng)用于薄金線的排布，而在傳統(tǒng)方法中,金僅用作電極使用。這種方法也不需要去除反應(yīng)過(guò)的催化顆粒。

　　研究員發(fā)現(xiàn)化學(xué)浴中，刻蝕反應(yīng)發(fā)生在距金線一定距離的位置上。Barron表示該距離可能與硅半導(dǎo)體性能有關(guān)。

　　根據(jù)萊斯大學(xué)在制備太陽(yáng)能電池的黑硅片的研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，金電極同樣起到催化劑的作用。黑硅基本不反射光，并且讓更多的光與太陽(yáng)能電池里的活躍組分用轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

　　Barron說(shuō)：“Yen-Tien當(dāng)時(shí)正研究頂端金電極的反應(yīng)，加入金或銀催化劑并且得到這些美麗的圖像，而后我表示‘好的，現(xiàn)在我們來(lái)進(jìn)行沒(méi)有催化劑的反應(yīng)研究’。出乎意料的，我們得到了黑硅，但是刻蝕反應(yīng)只能在接觸層一定距離外發(fā)生。而且無(wú)論我們?nèi)绾翁幚?，這段距離總是存在。

　　Barron說(shuō)：“這樣的現(xiàn)象告訴我們電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在離金屬與硅片接觸層一定距離上。這個(gè)距離取決于硅的載流子傳輸與導(dǎo)電能力。在某種情況下，電導(dǎo)性不足以使載流子傳輸?shù)母h(yuǎn)。

　　Barron說(shuō)將極薄的金層放置在鈦上，這樣的結(jié)構(gòu)與金和硅的結(jié)合性都非常好，并且應(yīng)該能成為一個(gè)有效的電極,同時(shí)也作為催化劑來(lái)使用。他還說(shuō)：“這種技巧必須刻蝕足夠深的溝槽消除太陽(yáng)光的反射，如果溝槽不夠深會(huì)導(dǎo)致電池短路。

　　此電子顯微圖來(lái)自早期的研究，展示了太陽(yáng)能電池中的黑硅表面上的納米尺度的尖峰。

　　Barron認(rèn)為電極的催化能力，表明電子產(chǎn)品的其他制造過(guò)程可以從中受益。

　　Barron說(shuō)：“金屬結(jié)合層通常最后放置，這給我們的工藝過(guò)程提出了一些問(wèn)題，是否可以將結(jié)合層提早放置?是否可以在制備工程的其他時(shí)候進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)?”