[发明专利]一种利用银镜反应制备硅表面形貌可控纳米银粒子的方法

摘要

本发明属于太阳能电池纳米结构技术领域，特别涉及一种利用银镜反应制备硅表面形貌可控纳米银粒子的方法。本发明采用不同温度下的、无添加剂的银镜反应在（100）硅片表面制备了尺寸、形状、均匀性可控的纳米银粒子，采用不同形貌的纳米银粒子催化刻蚀，获得了不同形貌的硅表面纳米结构。本发明在保持催化刻蚀特征的基础上，通过银镜反应简化了纳米银粒子镀覆的工艺过程，制备出长米状、短棒状、多面体状银粒子以及絮状银，为硅表面催化银粒子的形貌可控制备工艺提供了新的方法。纳米银粒子可直接应用于催化刻蚀工艺，制备出圆孔、密集小孔、凹凸孔和方孔硅表面纳米结构，实现了太阳能电池中纳米陷光结构的可控制备。

主权项

一种利用银镜反应制备硅表面形貌可控纳米银粒子的方法，其特征在于，采用无任何添加剂和控制形状晶种的银镜反应，通过控制反应溶液浓度和反应温度直接在硅表面制备纳米银粒子，实现其形貌可控，并利用催化刻蚀工艺实现硅表面不同纳米结构的制备，具体步骤如下：a. 清洗硅片：将硅片依次用丙酮超声清洗、去离子水冲洗、CP‑4A溶液清洗、去离子水冲洗、质量分数为40%的氢氟酸溶液浸泡处理，去离子水冲洗，最后得到清洁的硅表面；所述CP‑4A溶液为HF、HNO3、CH3COOH和H2O按体积比3:5:3:22配置的溶液；b．配置银氨溶液：在浓度为0.002~0.1 mol/L的硝酸银溶液中，逐渐滴加浓度为0.3 mol/L的氨水，并不断搅拌，直至所产生的浑浊溶液逐渐变为澄清；c. 在银氨溶液中滴加浓度为0.005~0.01 mol/L的葡萄糖溶液，同时放入清洗后的硅片，反应时间为5min； d. 反应温度的控制：将银氨溶液分别置于4 ℃、25 ℃和60 ℃的条件下，采用冰浴和水浴控制温度，可分别获得长米状、短棒状、多面体状的银粒子以及絮状银；e．采用纳米银粒子催化刻蚀：把带有不同形貌纳米银粒子的硅片在刻蚀液中浸泡3 min，其中刻蚀液采用质量分数为40%氢氟酸，质量分数为30%的过氧化氢和去离子水配置，三种溶液的体积比为 1：5：2；f．刻蚀完成后的样品用去离子水冲洗，可获得圆孔、密集小孔、凹凸孔和方孔硅纳米结构。