在电池表面制造合适的陷光结构是提高光吸收效果和太阳电池转化效率的重要方法。相比于湿法刻蚀制造工艺，采用线性等离子体为介质的干法刻蚀工艺，是一种绿色环保、高效的制造方法。但由于干法刻蚀工艺速度快、表面结构无法直接观测以及实验成本高等原因，不具备开展线下教学条件。
为了更好地帮助学生理解和掌握《大学物理》、《微机电系统设计》、《光电检测技术》等课程的相关知识点，让学生在逼真安全的实验环境下，系统理解干法刻蚀制造的物理原理、掌握微纳制造的工艺流程与性能的构效关系，实现学生理论、实践能力协同提高，特建设本虚拟仿真实验项目。
本项目以单晶硅表面陷光结构制备为例，具体制备工艺如下：单晶硅片预制绒采用3% KOH 溶液，80 ℃反应600 s；多晶硅片在8.5 ℃的HNO3/HF 混合溶液中腐蚀120 s 完成预制绒工艺。将制绒后的硅片放入反应离子刻蚀机中进行反应离子刻蚀，通过调控不同工艺参数在表面形成不同的微米-纳米级的复合陷光结构。实验中反应离子刻蚀采用电容耦合式放电等离子体技术，利用化学活性反应和物理轰击两种效应实现硅表面制绒。电源采用RF 13.56 MHz的射频源，硅片基底放置在水冷电极上，极板间距为6 cm。实验前，硅片在反应腔室中经过氧等离子体轰击清洗5 min，射频源功率为100 W，反应气压1 Pa。刻蚀气体SF6/O2 气体流量比2∶1，工作气压为9~21 Pa，射频源功率为100 W，刻蚀时间10分钟。经过以上工艺，单晶硅表面形成了微纳织构，即表面陷光结构。采用5%浓度NaOH 溶液对离子刻蚀后的纳米绒面结构进行修正，后续用热扩散、湿法刻蚀、热氧化、PECVD、印刷烧结等常规太阳能电池工艺制备成电池。该项目实验工艺流程中，通过干法制绒装备在单晶硅常规制绒的微米级金字塔上存在很多200 nm左右的纳米空洞，从而降低了光的反射率。但表面陷光结构的制备过程中，通过调控工艺参数调控表面陷光结构微观构型（尺寸、结构），从而调控光的反射率，可通过优化实验过程中的工艺参数，进而获取工艺参数对光反射率的影响规律。
① 干法制绒装备工作场景仿真
集中展示现代化车间，特别是半导体车间的场景，必须要求洁净间，制度上墙，操作规范上墙，体现出企业严谨作风，让学员感受现代化企业气息，增强学员感性认识。此外在课程开头介绍太阳电池的应用、科研成果、电池产线的国产化等等，激发学生自豪感和爱国情怀。
② 表面陷光结构制备工艺全流程仿真
本课程建设的目的在于通过虚拟仿真探索电池表面陷光结构的干法加工制造，在充分了解掌握干法制造、陷光结构物理原理等知识的基础上，从装备及装备操作入手，系统讲解每部分工作的原理，将知识点落实到具体操作上。具体实施过程中涉及到真空泵组的原理与操作、等离子体原理、气体电离、物质-等离子体作用、气体分子碰撞等一系列物理知识，让学生在操作中掌握知识，加深学生对基础物理知识的理解，同时作为一个应用载体，落实并验证“知识是第一生产力”，激发学生学习热情。
③ 工艺参数对陷光结构和光反射率的影响规律仿真
通过具体参数的设置，建立参数与反射率之间的映射关系，提高学生分析归纳总结能力。培养学生踏实严谨的工作作风，体会细节决定成败的理念。同时加强学生风险意识和安全意识，通过虚拟实验过程中的若干反面案例，警醒学生在今后的实际工作中要注意规范操作。