引言
在本文中，我們提出了一種簡單的低成本的溼式化學蝕刻工藝，它促進了銀金屬團簇的存在，並應用於n型矽和商用矽太陽能電池。樣品處理分兩個步驟進行：首先透過在金屬鹽溶液中的浸沒時間來控制金屬顆粒的形成（步驟1），其次透過控制蝕刻時間（步驟2），根據蝕刻引數，可以在大尺度上實現不同深度的表面紋理，這種蝕刻工藝是一個相對簡單和廉價的工藝，有望提高光伏器件的效率。
實驗
溼蝕刻是透過將矽型和矽太陽能電池浸泡在硝酸銀5%m/m和HF5m的混合物中，在室溫下給定一段時間，然後將樣品浸入過氧化氫為5%m/m和HF5m的第二種水溶液中一定時間，範圍為30s~10min。
利用原子力顯微鏡研究了樣品表面的形貌，用WiTecAlpha300AR顯微鏡以矽懸臂尖的交流/敲擊和接觸模式記錄樣品的AFM影象。使用製造商提供的WiTec2.06軟體對樣品表面進行影象處理。在總反射模式下使用分光光度計（包括漫反射光和漫反射光和鏡面光），並計算不透明樣品的吸收(A)(=100%-R)。該儀器使用積分球、光源和測量反射率的參考樣品來測量光譜反射率。該儀器的光譜範圍為200~900nm，解析度小於1nm。
我們使用單晶n型矽晶片作為襯底，與單晶矽太陽能電池的性質幾乎相同。在這兩種情況下，蝕刻都是在n型層上進行的。在蝕刻過程中，帶有銀顆粒的襯底被浸沒在高頻溶液和氧化劑溶液中，MACE方法可以透過兩個依賴於電子空穴的產生和輸運的過程來解釋，這兩個過程是透過銀粒子和電解質溶液介面上的氧化還原反應形成的。
圖1
透過掃描樣品，記錄表面的地形影象，並可用於粒子成像和尺寸。對於n型Si的10µm×10µm表面的掃描解析度為512×512，透過原子力顯微鏡形貌影象的粒子分析，金屬奈米顆粒呈近似球形顆粒，尺寸分佈如圖1a和1b所示。硝酸銀/HF溶液浸沒時間對n型Si上的直徑有顯著影響。在圖3顯示了在硝酸銀為5%m/m和HF5m處理18秒後，沉積在n型Si上的晶體銀奈米顆粒的x射線衍射(XRD)模式。利用最強計算了晶粒尺寸。
圖2
對於Si晶片樣品（Si-18/0、Si18/30和Si-18/120），在300至800nm的波長範圍內，反射率值低於拋光的Si晶片（Si-0/0），在矽晶片樣品（Si18/0）表面的銀奈米顆粒的存在可以有效地降低反射率。這種效應與在平面Si表面使用金奈米顆粒和SiNP紋理表面的報道結果相似。
為了測量樣品的I-V曲線，我們製作了具有不同蝕刻時間的商業矽太陽能電池表面紋理化的陣列，在不同的蝕刻時間製備樣品，並在標準測試條件下測量其電效能，入射輻射功率密度為1000W/m2。並且也繪製了未經處理的太陽能電池樣品、僅含銀奈米顆粒樣品和多孔紋理樣品的J-V特徵，參考太陽能電池(SC-Ref)的開路電壓為525mV，短路電流密度為36.9mA/cm2，效率為12.7%。為了更好地理解效率與細胞吸收率之間的變化情況，在長時間蝕刻時，由於光捕獲特性，可以觀察到a的增加，然而改良後的太陽能電池的效率降低了，這種效應與改善的吸收和增加的表面重組之間的競爭有關，這表明這種增強的吸收可能是由表面重組所主導的。
總結
總之，我們在矽晶圓和商業矽太陽能電池上，透過兩步銀輔助化學蝕刻工藝製備了一個紋理表面，採用溼化學工藝合成銀奈米顆粒，將兩種底物均浸在含有HF和過氧化氫的溶液中，銀NP在矽晶片上呈近似球形的顆粒，原子力顯微鏡影象顯示襯底表面有大量孔，尺寸分佈均勻，對於矽片和商用矽太陽能電池，反射率測量結果表明，在較長的刻蝕時間下，總反射率降低。我們發現，在銀鹽酸溶液中浸泡18秒，在蝕刻溶液(SC-18/30)中浸泡30秒，達到了獲得最佳太陽能電池效率所需的最佳實驗條件。
