制绒原理
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半导体的光吸收原理：绝缘体和半导体在不受激发时仅存在束缚电子，束缚电子具有一定的固有频率0w,其值由电子跃迁的能量变化E决定，0/'wEh，'h为普朗克常数。当入射光波频率等于或接近于材料内束缚电子的固有频率时，束缚电子发生谐振，辐射出次波，形成较弱的反射波和较强的透射波。在这个谐振频率附近，材料的吸收系数和反射率均增加，出现反射和吸收峰值。而在其他频率下，均质的绝缘体和半导体按其本性应该是透明的，具有低的反射率，吸收系数也小。
实际的材料具有多个谐振频率，最重要的谐振相应于价带电子向导带的跃迁（带间跃迁）。为了激发带间跃迁，入射光子的能量应该至少等于带宽度。当带间跃迁产生身的载流子对（电子和空穴）的数量足够多时，它们反过来又可影响物质对光的吸收。绝缘体的禁带宽度，相应于真空紫外光的频率。而半导体的禁带宽度相应于光谱的可见光或红外光部分。此外半导体在光或热的作用下，其自由载流子浓度较高，出现了某些金属的光学性质（金属光学性质：金属自由电子基本处于材料表面，由菲涅耳公式可知光波在金属导体表面上的电场总是形成驻波波节，自由电子受到光波电磁场的强迫振动而产生次波，这些次波造成了强烈的反射波，反射了大部分的光。），因此若半导体自由载流子浓度过高将会似的半导体的光电转化效率降低。
制绒的目的是为了提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率,工业生产中通常采用酸或与碱溶液对晶体硅片在表面形成类似“金字塔”状的绒面,有效增强硅片对入射太阳光的吸收,从而提高光生电流密度。那么制做的绒面是如何对光吸收产生影响的呢？下面给出了详细的计算过程：
材料表面粗糙度对光吸收率的影响是显而易见的，其主要影响因素可以分为两部分。一方面，材料表面对光多次反射的重复吸收。在光照射到材料表面时，由于表面凹凸不平，必然会产生多次反射，其原理如图1所示。图1中左边为材料表面粗糙的轮廓线[21]，右边是对单个表面轮廓波谷在光照射下的放大图，由图可见，垂直入射的光束可以通过反复多次的反射而在表面V型凹槽中得到吸收，当凹槽角度α足够小时，垂直入射的光束可认为是自陷的，即通过多次反射吸收来吸收光束的所有能量。然而实际材料的表面形态是随机的，即凹槽角度α也是随机的，就很难详细地计算所有V型凹槽光吸收。另一方面，一些非金属材料的吸收率会随着光入射角度的变化而变化，在其入射角为布儒斯特角时，光在材料表面的吸收率最大，几乎能全部吸收光束能量。但由于材料表面粗糙度的存在，其凹凸不平的轮廓线不可能全部都相同，因此，不可能让所有光在材料表面的入射角都保持在布儒斯特角状态，而实际材料的表面形态是随机的，这使得光入射角的大小也是随机的，这对光吸收率的计算增加了难度。为了更方便计算，对材料表面粗糙度做了等效处理。
等效表面的高度H为所有波谷和，即：
H=4RaN （1）
式中N为波谷数，Ra为表面轮廓算术平均偏差。则：
28tanHRaNLL （2）
图1 材料表面多次反射吸收原理图 θ为等效处理表面轮廓线后等效表面的倾斜角度，因此，只要测得材料表面的粗糙度即可求得θ值，利用θ值便可计算表面粗糙程度对光吸收率的影响。
非金属材料对偏振光的吸收和光的入射角度有关，光源发出的光波，其光波矢量的振动在垂直于光的传播方向上作无规则取向，但统计平均来说，在空间所有可能的方向上，光波矢量的分布可看作是机会均等的，它们的总和与光的传播方向是对称的，即光矢量具有轴对称性、均匀分布、各方向振动的振幅相同，这种光就称为自然光。太阳能也属于自然光，实际上自然光就是所有在不同方向上振动的偏振光的总和。因此在材料对光的吸收必然会和光入射角度有关，材料的吸收会随着光入射角度的变化而变化，在其入射角为布儒斯特角（每个波长的布儒斯特角都是不同的）时，光在材料表面的吸收最大，几乎能全部吸收光束能量。合理的调整表面粗糙度（粗糙度可以在局部影响光的入射角）是非常重要的。
以折射率n=3,粗糙斜角从50~14变化为例，利用上文分析的粗糙度对材料光吸收率影响的计算模型，模拟了粗糙度对非金属材料的变化曲线，见图3，在粗糙斜角从06、3410、15314变化时，吸收率变化曲线较为平缓，在粗糙斜角64、31103变化时，吸收率随角度的增大上升的较快，在310处存在一个布儒斯特角，该处吸收率接近于1。
由上文可知制绒的目的在于制造硅电池表面的粗糙，增加光在材料表面的重复反射吸收，另外在增加粗糙度的同时也增加了光的入射角，即增加了光的吸收。
