研究表明，太陽能電池上的硅片表面上幾分鐘內形成的光吸收孔洞與尖峰。在萊斯大學的科學家們進行的試驗中，金在黑硅上起到雙重作用，其一是作為電極，其二是作為催化劑在幾分鐘內對硅片表面進行刻蝕。

　　萊斯大學的研究員們發(fā)現一種全新的方法，來提高太陽能電池的生產效率，這種方法就是通過使用頂電極作為催化劑使純硅轉變成價值不菲的黑硅。

　　萊斯實驗室的化學家Andrew Barron美國化學學會期刊的應用材料與表面上發(fā)表了這項研究。

　　黑硅是一種具有高變形表面的硅，這種高變形表面上分布著許多納米尺度的尖峰或者孔洞，這些尖峰或孔洞的尺寸小于可見光波長。這種結構能夠有效的吸收一天內任意時間和任意角度的可見光。Barron和他的團隊研究改進黑硅的制備工藝已有一段時日，據他所言，制備工藝上的進步應該能夠進一步推進其商業(yè)化進程。

　　Barron表示，萊斯大學博士后研究員Yen-Tien Lu進行的這項新研究有兩項閃光點。首先，簡化繁雜的過程是一項極好的創(chuàng)舉。其次，這是金屬首次在幾毫米的距離作為反應催化劑。

　　Barron說太陽能電池的制造中,經常將金屬層作為頂電極。眾所周知的新方法是接觸輔助性化學刻蝕，這種新方法應用于薄金線的排布，而在傳統(tǒng)方法中,金僅用作電極使用。這種方法也不需要去除反應過的催化顆粒。

　　研究員發(fā)現化學浴中，刻蝕反應發(fā)生在距金線一定距離的位置上。Barron表示該距離可能與硅半導體性能有關。

　　根據萊斯大學在制備太陽能電池的黑硅片的研究過程中發(fā)現，金電極同樣起到催化劑的作用。黑硅基本不反射光，并且讓更多的光與太陽能電池里的活躍組分用轉變?yōu)殡娔堋?/p>

　　Barron說：“Yen-Tien當時正研究頂端金電極的反應，加入金或銀催化劑并且得到這些美麗的圖像，而后我表示‘好的，現在我們來進行沒有催化劑的反應研究’。出乎意料的，我們得到了黑硅，但是刻蝕反應只能在接觸層一定距離外發(fā)生。而且無論我們如何處理，這段距離總是存在。

　　Barron說：“這樣的現象告訴我們電化學反應發(fā)生在離金屬與硅片接觸層一定距離上。這個距離取決于硅的載流子傳輸與導電能力。在某種情況下，電導性不足以使載流子傳輸的更遠。

　　Barron說將極薄的金層放置在鈦上，這樣的結構與金和硅的結合性都非常好，并且應該能成為一個有效的電極,同時也作為催化劑來使用。他還說：“這種技巧必須刻蝕足夠深的溝槽消除太陽光的反射，如果溝槽不夠深會導致電池短路。

　　此電子顯微圖來自早期的研究，展示了太陽能電池中的黑硅表面上的納米尺度的尖峰。

　　Barron認為電極的催化能力，表明電子產品的其他制造過程可以從中受益。

　　Barron說：“金屬結合層通常最后放置，這給我們的工藝過程提出了一些問題，是否可以將結合層提早放置?是否可以在制備工程的其他時候進行化學反應?”