Investigation of electrochemically produced black silicon with silver nanoparticles

Black silicon is new material, which first time was produced in 2006, using femtosecondary laser. Using electrochemically performed black silicon we can produce cheaper solar cells with higher efficiency, comparing to monocrystalline and polycrystalline silicon solar cells, what is important economically today. Efficiency of solar cells also can be increased by application of nanoparticles with inherent plasmon resonance properties. Black silicon with precipitated plasmonic nanoparticles (such as silver or gold) can revolutionary change the market of solar cells. In this work the black silicon were prepared electrochemically from n-type (100) silicon wafers at room temperature in HF:H2O:C2H5OH solution by ratio 2:1:1, using ultrasound excitation of 4.4 mW. The silver nanoparticles were precipitated from silver nitrate and sodium citrate colloidal solution. The structures of black silicon and black silicon with silver nanoparticles were investigated by SEM and lower reflection coefficient of samples of black silicon with Ag nanoparticles was detected. The size of Ag nanoparticles has varied from 30 to 70 nm. Presence of silver on silicon surface was detected by SEM-EDX technology.

---

Czarny krzem jest nowym materiałem, który został wyprodukowany po raz pierwszy w roku 2006 przy użyciu lasera femtosekundowego. Wykorzystując przetworzony elektrochemicznie czarny krzem można wyprodukować tańsze ogniwa słoneczne o wyższej sprawności w porównaniu do ogniw słonecznych z monokrystalicznego i polikrystalicznego krzemu, co jest obecnie ekonomicznie uzasadnione. Sprawność ogniw słonecznych może być również zwiększona poprzez zastosowanie nanocząstek o właściwościach rezonansu plazmowego. Czarny krzem z wytrąconymi nanocząstkami plazmowymi (takimi jak srebro lub złoto) może zmienić w sposób rewolucyjny rynek ogniw słonecznych. W niniejszej pracy czarny krzem przygotowano elektrochemicznie wykorzystując struktury krzemowe typu n (100) w temperaturze pokojowej w roztworze HF:H2O:C2H5OH o proporcjach 2:1:1, wykorzystując pobudzanie ultradźwiękowe o mocy 4,4 mW. Nanocząstki srebra zostały wytrącone z roztworu koloidalnego azotanu srebra i cytrynianu sodu. Struktury czarnego krzemu i czarnego krzemu z nanocząstkami srebra zostały przebadane poprzez SEM, w wyniku czego stwierdzono niższy współczynnik odbicia próbek czarnego krzemu z nanocząstkami Ag. Rozmiar nanocząstek Ag zmieniał się od 30 do 70 nm. Obecność srebra na powierzchni krzemu została stwierdzona za pomocą technologii SEM-EDX. (Badania wytworzonego elektrochemicznie czarnego krzemu z nanocząstkami srebra).