超低反射率之抗反射矽結構研製

Abstract

本研究以自行開發之光輔助電化學蝕刻(photo-assisted electrochemical etching, PAECE) 系統，對矽材料進行電化學蝕刻，形成具有陣列性質之表面結構，且不需沉積抗反射膜，即可大幅降低其表面之反射率。未來可望應用於矽基太陽能電池之抗反射結構，進而提升電池之光電轉換效率。此技術之開發有設備與製程成本低、可批次生產、良率高，且與半導體製程相容性高等特點。由實驗結果已證實，在光波長200-850 nm的範圍下，拋光矽表面之反射率約為38.32%，經由光輔助電化學蝕刻製程5 hr所形成之多孔矽表面，可得到反射率約為0.57%。若將蝕刻時間縮短為2 hr，並將矽表面蝕刻形成孔洞陣列，可得更低之反射率約為0.43%。以此技術進行矽基穿孔之製程，穿孔陣列結構之反射率仍約為0.42-0.43%。本研究證明以光輔助電化學蝕刻技術能製備低成本且超低反射率之抗反射結構，若應用於太陽能電池方面，對太陽能電池之普及化將有極大的助益。