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Broadband Anti-Reflection in Black Silicon Fabricated by Two-Step Silver-Assisted Wet Chemical Etching for Photovoltaics

材料科学 蚀刻(微加工) 光电子学 各向同性腐蚀 纳米线 光电流 黑硅 光伏 反射损耗 光学 纳米技术 光伏系统 复合数 图层(电子) 复合材料 物理 生物 生态学
作者
Auwal Abdulkadir,Nur Afidah Md. Noor,Azlan Abdul Aziz,Mohd Zamir Pakhuruddin
出处
期刊:Solid State Phenomena 卷期号:301: 167-174 被引量:5
标识
DOI:10.4028/www.scientific.net/ssp.301.167
摘要

This paper reports broadband anti-reflection in black silicon (b-Si) fabricated by two-step metal-assisted chemical etching (MACE) for potential photovoltaic (PV) applications. The method involves deposition of silver nanoparticles (Ag NPs) in aqueous solution of HF:AgNO 3 , followed by etching in HF:H 2 O 2 :DI H 2 O solution for different duration (10-25 s). Effects of etching time towards surface morphological and optical properties of b-Si nanowires are investigated. Surface morphological characterization confirms presence of b-Si nanowires with heights of 350-570 nm and diameter of 150-300 nm. The b-Si nanowires exhibit outstanding broadband anti-reflection due to refractive index grading effect. This is represented as weighted average reflection (WAR) in the 300-1100 nm wavelength region. After 20 s of etching, b-Si nanowires with height of 570 nm and width of about 200 nm are produced. The nanowires demonstrate WAR of 5.5%, which represents the lowest WAR in this investigation. This results in absorption of 95.6% at wavelength of 600 nm. The enhanced broadband light absorption yields maximum potential short-circuit current density (J sc (max) ) of up to 39.7 mA/cm 2 , or 51% enhancement compared to c-Si reference. This facile b-Si fabrication method for broadband enhanced anti-reflection could be a promising technique to produce potential PV devices with high photocurrent.
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