论文部分内容阅读
规则有序的铝衬底被广泛应用于太阳能电池中，为了制备出高度有序，结构一致的大孔径铝衬底，本文在研究传统的多孔阳极氧化铝(Porous Anodic Alumina，PAA)制备方法的基础上，对比研究了传统PAA的制备技术的优缺点，进而利用紫外纳米压印和热压印技术相结合，探究了高度有序的大孔径PAA和铝衬底的制备工艺。具体的研究内容和结果如下: 首先，对PAA传统的制备工艺进行了研究。探究了草酸体系和硫酸体系的电解液中周期性铝衬底的制备工艺条件，在传统的草酸体系中得到的PAA的孔间距在100nm以下，为制备大孔间距的铝衬底提供技术支持。 其次，研究了高压下制备大孔间距PAA的制备工艺。探索了在磷酸/柠檬酸混合电解液体系中制备大孔间距PAA的可能性，系统地研究了在这种混酸体系中，阳极氧化电压与阻挡层厚度、孔间距的关系。结果表明:在这种混酸体系中阳极氧化时，最高电压可以达到800V，PAA阻挡层厚度随阳极氧化电压升高而加厚，其阻挡层/电压系数为0.9-1.0 nm V-1。-PAA的孔间距也随着阳极氧化电压升高而增大，在高电压(600～800 V)之间其孔间距系数是2.34～2.55 nm V-1，使PAA模板的孔间距增大到1400～2036 nm。尽管制备出的铝衬底结构规整性欠佳，但为在纳米压印技术下制备出高度有序、准周期结构的铝衬底打下了基础。 再次，研究了采用纳米压印（紫外压印、热压印）技术制备高度有序的大孔径PAA和大孔间距铝衬底的制备工艺条件。分别从模板的选择、光刻胶的涂覆、曝光时间三个方面探究了紫外纳米压印工艺条件;从热压保温时间、热压温度、脱模温度等探究了热压印工艺条件。研究结果表明:紫外纳米压印最佳工艺条件是旋涂光刻胶分两步，即10s，500rpm;50s，3000rpm，紫外曝光时间为4 min;热压印的最佳工艺条件是:保温时间为10 min，热压温度为220℃，脱模温度为80℃。 最后，制备高度有序的大孔间距的铝衬底。结合热压印和紫外纳米压印将母模板硅片上的纳米结构，通过一系列的转移，可以较完整地将有序图案转移到铝基体上，并由此引导铝的阳极氧化过程，制备出了高度有序、大孔间距的PAA模板。进而对带有PAA的铝箔进行脱模处理，在铝箔表面构建了周期为1000 nm、具有准周期结构、规则有序的铝衬底。