湿法腐蚀硅片并生长氧化锌纳米棒作为太阳能电池减反层研究

在硅基太阳能电池表面制备减反层可以有效降低硅表面的反射率,提高吸收率,从而提高硅基太阳能电池的光电转换效率。本研究利用四甲基氢氧化铵(Tetramethyl Ammonium Hydroxide TMAH)溶液对(100)单晶硅进行各向异性腐蚀,在表面腐蚀出金字塔结构,得到了最低为6%左右的反射率。然后采用水热法在该衬底生长氧化锌纳米棒,得到了最低小于3%的反射率,比单采用腐蚀或者ZnO纳米棒生长的硅表面的反射率更低。这种减反方法工艺简单、高效,有望得到应用。

AIN减反层厚度对SS—N-O选择性吸收涂层吸收比与颜色的影响

通过改变SS-N-O选择性吸收涂层中A1N减反层的溅射时间，研究了A1N减反层厚度对该涂层吸收比与颜色的影响。试验结果表明，可以在保证吸收比满足国标要求的情况下获得多种颜色的选择性吸收涂层。

Mg_(85)Ni_(15)减反层对玻璃衬底上VO_(2)薄膜光电性能的影响

采用脉冲激光沉积技术,在非晶玻璃衬底上生长单斜晶相的二氧化钒(M-VO_(2))薄膜,并研究了Mg_(85)Ni_(15)减反层对M-VO_(2)薄膜性能的影响。实验结果表明:在非晶玻璃衬底上制备的M-VO_(2)薄膜具有单一取向且纯度较高,并具有良好的光电热致转变性能。Mg_(85)Ni_(15)作为减反层,在没有特别降低电学性能的基础上,提高了薄膜的可见光透过率和太阳能调节率。通过对减反层厚度的优化发现:在减反层厚度为60 nm时,相变温度最低,且热滞宽度最窄为6℃。此工作的开展有利于推进VO_(2)薄膜在智能窗方面的应用。

二维空气孔型光子晶体负折射平板透镜的减反层

提出并优化了由单排渐变介质波导构成的二维空气孔型光子晶体负折射平板透镜表面的减反层,改善了成像质量.二维时域有限差分模拟计算结果表明,采用减反层后,在入射角小于23°的范围内,在使得有效折射率neff=-1的工作频率处,光子晶体表面对从空气一侧入射的平面波的反射率可降低到1%以下.

ITO多层减反膜系设计及制备研究进展

玻璃基片表面沉积ITO薄膜赋予玻璃诸多优异的电学、光学性能,但ITO薄膜的沉积也使得玻璃在可见光区透过率下降10%左右,在近红外区呈现高吸收、强反射现象,一定程度上弱化了ITO玻璃的部分应用。通过ITO多层减反膜的设计可以有效地解决上述问题,拓宽ITO薄膜玻璃的应用范围。本文首先阐述ITO薄膜沉积后光学曲线及该曲线各波段光学性能变化的理论解释,进而概述常规的减反膜系设计方法及膜层材料选择,并重点介绍ITO多层减反膜系的相关研究动态,本文结尾对ITO多层减反膜的设计和制备进行了展望。

高功率激光单层SiO_2减反膜的研制

开发出了一种用于制备高功率激光系统中玻璃表面窄带型减反膜的化学制膜法。这种减反膜由含ＳｉＯ２粒子的悬浮液在室温下涂敷制得，无需进一步的后处理工序。Ｋ９玻璃透镜及石英玻璃透镜涂敷这种ＳｉＯ２减反膜后，其最高透光率均达９９％以上。

晶硅异质结太阳电池表面三层减反膜的设计与分析

晶硅异质结太阳电池表面的减反层是ITO薄膜,其低的紫外透过率、高的近红外光学损耗限制了电池效率的提升。为此,本文设计了三层减反膜来减小ITO薄膜的光学损耗。利用光学薄膜膜系设计软件TFCalc、光线追迹程序(OPAL 2)和太阳电池模拟软件PC1D对三层减反膜的光学性能和相应电池的电学性能进行了模拟和分析,并对折射率色散效应、晶硅表面形貌以及各膜层的厚度容差进行了讨论。结果表明:考虑折射率色散效应的三层减反膜比ITO薄膜的寄生吸收更小,减反射带宽更大;绒面硅表面减反膜比平面硅表面减反膜的加权平均光学损耗降低了2.43个百分点,相应电池的短路电流密度和转换效率分别提高了0.82 mA/cm2和0.34个百分点;减反膜中低折射率的SiOx膜层具有更大的厚度容差范围。

一种新的消影透明导电薄膜膜系

利用Matlab编程,通过增加约束条件,优化计算得到ZnO、Si_3N_4、SiNO_(1/2)分别替代Nb_2O_5膜层的氧化铟掺锡(ITO)消影膜膜系。研究发现替代后的膜系透过率(大于85%)、颜色值(透过、反射光谱颜色呈中性),满足消影膜的要求。新的膜系降低了对膜系厚度的控制要求;扩展了消影膜系对高折射率材料的选择范围。

依势透射率的概念设计诱导透射滤光片

依势透射率的概念从理上确定了诱导透射滤光片金属膜层的厚度，免去了传统方法中繁锁的修正工作。再根据特征矩阵的概念进行诱导透射滤光片的精确设计。该方法的间隔层适合任意材料。文中还对带宽的压缩和背景的抑制进行了讨论。

金属连线光刻技术

介绍了一种细线条金属连线光刻技术。在溅射铝后,生长一薄层氮化硅薄膜作为减反层,利用氮化硅薄膜的光刻条件,涂覆薄胶可以保证刻出细线条,腐蚀薄层氮化硅保证线宽,同时在腐蚀铝过程中用氮化硅作掩蔽解决了薄胶问题。并在亚微米的抗辐射加固电路中成功应用。

(PEDOT-PSS)-碳纳米管复合膜硅基太阳能电池

碳纳米管-Si(CNTs-Si)肖特基太阳能电池具有制作简单、成本低的优势。然而,受限于CNTs薄膜的电阻高、结区均匀性差、反光严重等因素,该类器件的光电转换效率仍较低。本文研究了聚3,4-乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT-PSS)-CNTs复合透明膜的制备及其在硅太阳能电池中的应用。电流-电压曲线表明,PEDOT-PSS的引入可以大幅度提升CNTs-Si器件的光电转换效率(从5.9%到11.6%)。作为透明电极,复合膜中的取向CNTs可有效地收集和传导太阳能电池结区的光生空穴,而PEDOT-PSS则有效填补了CNTs膜的面内空隙,进而增加了肖特基结的面积。采用表面刻有倒金字塔结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为减反层,有效地降低入射光的反射,增加Si表面对光的吸收,进一步将(PEDOT-PSS)-CNTs-Si器件的光电转换效率提升至12.4%。电子束感生电流技术表明器件的光电转换主要基于复合膜与Si之间的肖特基结。

GaAs薄膜电池光电转换特性研究

微纳减反层结构及微纳金属等离激元结构能有效提高砷化镓(GaAs)薄膜光伏器件在可见到近红外波段的吸收效率。本文采用有限元法(FEM)分析了微纳减反层对GaAs光伏器件的光谱吸收率的影响,并获得相应结构的光电转换特性。进一步探究了在器件内部布置金纳米线对相应结构的光电特性的影响。对应的计算结果显示,微纳减反层结构及金属纳米线结构能有效增强器件的电学输出特性,并提高器件光电转换能力到19.6%。掌握微结构对光伏器件内部光电特性的影响规律可为器件设计和制备提供有益指导。