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利用太阳能是解决当今社会能源危机的有效途径。近些年来,将纳米技术应用于太阳能电池已经吸引了众多研究者的兴趣。人们通过在电池表面做一些微纳结构以期提高转换效率并降低生产成本。其中,纳米线和纳米孔因为其具有良好的光学减反射能力而广受人们青睐。而且当将新颖的径向结概念应用到这两种结构上时,可大大缩短光生载流子的迁移长度,理论上可进一步提高光电效率。然而一般纳米结构因其具有非常大的表面积,不可避免的使得表面缺陷增加,进而光生载流子在表面的复合中心也就会增多,最终导致基于纳米结构的电池表面复合效应非常严重,使得最终获得的效率还是比较低。本文主要研究微米量级的孔硅材料,其表面积要比纳米结构的表面积小很多,从而可以有效地减少载流子的表面复合损耗,最大化地发挥径向结概念的优势。 本文采用电化学腐蚀的方法制备大孔硅,此方法具有良好的可控性。我们制备的孔硅在380-800 nm的波段范围内对光的反射率在2%以下,在800-1200 nm的波段范围内对光也有比较低的反射率。而且,本文设计了一种三维调制的孔硅结构,这种结构对光的局限作用要比一般的直孔结构强很多,低的光学反射率和强的光学局限作用使得我们设计制备的孔硅最终能有效地吸收入射光并高效地产生载流子。 我们在孔硅上通过无电沉积的方法修饰了铂纳米颗粒,以溴水和溴化氢为电解液组装成光电化学电池,在没有优化电池装置的情况下得到8.1%的转换效率。通过分析测试结果,我们认为目前我们的电池效率受限于两点:其一,长距离的电解液会吸收掉一部分的入射光能量,减少了照射到电池表面的光能量,最终使短路电流受限;其二,整个测试装置中的串联电阻过大,由于装置中外电极与硅片的接触电阻过大,并且硅片与对电极的距离太大。同样条件下,平面硅的转换效率只有1%。这表明我们设计的三维调制孔硅在硅基薄膜电池中有非常好的应用前景。