降低硅表面反射率的方法一般是通过对硅表面进行绒化处理,从而在表面产生微米级的金字塔,在四分之一波长设计一个电介质层以进一步减少反射,但只对特定的波长进行优化。另一种方法是在硅表面制作纳米结构（被称为黑硅）,可以实现比单层或多层抗反射涂层更宽的接受角度的宽带抗反射。尽管黑硅具有低表面反射的优势,但它的大表面积、尖锐的针状结构增加了表面钝化的困难,这些纳米结构顶端的光生载流子在被收集到结点之前会重新结合。尽管黑硅表现出优异的光学特性,却不能有效提升太阳电池效率,因此,同时实现低反射率和低表面载子复合速率是黑硅太阳电池的重要课题。在这项研究中,针状和金字塔状的混合黑硅结构是通过在碱性蚀刻的硅片上进行金属辅助化学蚀刻（MACE）制备的。在碱性蚀刻的硅片上进行金属辅助化学蚀刻（MACE）。研究了MACE时间对黑硅片性能的影响。实验结果表明,在MACE时间为9分钟时,最小反射率可以达到4.6%,此时纳米结构的深度低于500纳米,远低于在平面硅片上的黑硅达到相同反射率水平所需的结构深度,使后续的钝化薄膜容易覆盖。在黑硅上通过空间原子层沉积的氧化铝（Al2O3）制备钝化层,经Si Nx/Al2O3层钝化的纳米结构高度小于300纳米的3分钟MACE蚀刻的黑硅片显示了43.6cm/s的低表面载流子复合速率。进一步优化SiNx层的厚度,反射率达到1.4%。具有小的纳米结构尺寸、低反射率和低表面载子复合速率的混合黑硅显示了其在硅基太阳能电池应用的巨大潜力。