光伏组件减反射薄膜在山地光伏电站中的应用研究

在光伏组件玻璃表面和空气之间存在界面,约4%的太阳光线会被界面反射从而导致其无法被光伏组件吸收,而减反射薄膜通过相消干涉效应可以减少太阳入射光的反射损耗,从而提升光伏组件的光电转换效率。因此,在光伏组件玻璃表面涂覆减反射薄膜对光伏电站的高质量运行具有重大现实意义。在户外实际运行过程中,光伏组件面临严苛的使用环境,因此需要减反射薄膜在复杂环境下可以保持性质稳定;再考虑到光伏组件成本问题,需要进一步验证在不同场景下减反射薄膜的应用是否具有经济性。通过实验室测试和不同场景的户外验证,对光伏组件减反射薄膜在山地光伏电站中应用带来的实际发电量提升情况进行了分析研究。研究结果表明:光伏组件减反射薄膜对光伏电站的发电量有显著提升效果,且镀膜的物理性质稳定。镀膜后,山地光伏电站发电量的平均提升率高于实验室光伏组件样品发电量和地面集中式光伏电站发电量的平均提升率,说明光伏组件减反射薄膜的应用对于山地光伏电站发电量的提升有显著效果。研究结果可为山地光伏电站的提质增效和光伏组件选型提供参考。

防反射薄膜制备方法概述

综述了干涉型防反射薄膜和仿生型防反射薄膜的制备原理和方法,重点阐述了上述2种防反射薄膜及其制备方法的研究背景、研究进展及所面临的挑战,展望了防反射薄膜的发展趋势及应用前景。

1064nm高反射薄膜激光损伤阈值测量方法

参照国际上对激光损伤阈值不同测量技术建立起来的相应检测规范和标准,分别采用1-on-1,S-on-1,R-on-1和光栅扫描共4种测量方式,在1 064 nm波长下对HfO2/SiO2周期性高反射薄膜进行了激光损伤阈值的测量研究。根据测量结果,比较并分析了这4种测量方式之间的差异,重点研究了R-on-1和光栅扫描测量方式中存在的激光预处理效应对薄膜损伤阈值的影响,以及辐照激光光斑尺寸与损伤阈值之间的联系,并讨论了光栅扫描方式中预处理效应与扫描间距和扫描能量密度梯度的关系。研究表明:R-on-1方式下测得的损伤阈值最高,光栅扫描和1-on-1次之,S-on-1最小;1 000个脉冲激光辐照下的累积效应不显著,并且在激光光斑尺寸的差异较小时,阈值与光斑尺寸的对应关系并不明显;光斑尺寸相同时,扫描光斑的间距越小,激光预处理效果越好。

硅太阳电池用MgF2/ZnS双层减反射薄膜的制备及表征

采用真空热蒸发技术,制备出了性能优良的MgF2/ZnS双层减反射薄膜。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对薄膜的形貌以及结晶形态进行分析,采用椭圆偏振仪测试薄膜的折射系数及厚度,利用反射谱对双层减反射薄膜的减反射性能进行了表征。研究表明:衬底温度为200℃时薄膜附着力、结晶态良好;蒸发速率影响薄膜的表面形态;MgF2/ZnS厚度为110 nm/35 nm时具有最佳减反射效果。

自组装法制备中空二氧化硅纳米粒子减反射薄膜

以正硅酸乙酯（TEOS）为壳层材料,聚丙烯酸（PAA）为核材料,以传统的St？ber水解法为基础制备得到结构规整的中空二氧化硅纳米粒子,并采用自组装法制备单层减反射薄膜和宽波段双层减反射薄膜。主要研究中空二氧化硅纳米粒子的结构调控方法;自组装次数和中空二氧化硅纳米粒子分散液的pH值对减反射薄膜透光率的影响规律,以及具有渐变折射率的双层减反射薄膜的制备。研究结果表明：通过调节PAA和TEOS的用量可精确调控中空二氧化硅纳米粒子的粒径和空腔体积分率,进而可精确调控减反射薄膜的厚度和折射率;通过酸洗工艺,将自组装次数由10次减少为2次,简化了涂膜的工艺条件,在最佳工艺条件下所制备的单层减反射薄膜在350-800 nm波长范围内可显著提高玻璃的透光率,在最佳波长（λ=520 nm）处将玻璃的透光率由91.6%提高至98.1%;双层减反射薄膜可在更宽的波段范围内提高基材的透光率,在400~1500 nm波长范围内将玻璃的透光率提高了5%以上。

利用非规整膜系实现宽角度入射减偏振、减反射薄膜的研究

利用非均匀膜系理论对宽角度入射减偏振、减反射薄膜进行优化设计,分析了在宽角度入射的情况下,偏振光产生透过率不同的原因,选取了Na3AlF6、Ta2O5和Al2O3三种不同折射率材料,采用BK7作为基底,模拟设计了光谱区在500 ～560 nm波段、入射角为0 ～70°之间的多层减偏振、减反射薄膜,设计结果表明,薄膜的透过率得到大幅度提高.

氧碘化学激光高反射薄膜的性能研究

通过实际测量和理论计算 ,给出高反射薄膜的散射和吸收数据 ,分析两种损耗对薄膜性能起的不同作用 ;同时 。

不同工艺制备的高反射薄膜在真空与大气环境下的激光损伤特性

建立了光学元件在真空环境下的激光损伤测量系统,采用电子束蒸发和离子辅助技术制备了HfO2/SiO2高反射薄膜。对不同工艺制备的薄膜在真空与大气环境下的1 064 nm波长的激光损伤阈值进行了测量,对薄膜的损伤形貌进行了观测。对薄膜的损伤特性研究分析结果表明:薄膜在真空环境中的损伤阈值相对大气环境中有明显下降,其1∶1测试和R∶1测试损伤阈值下降约30%;两种环境中的薄膜损伤特性也不同,真空环境中损伤阈值的下降可能与热传导的不同有关。

低真空射频反应溅射 Ta_2O_5 减反射薄膜及其光伏应用

在低真空下，用射频反应溅射法在硅片和硅太阳电池上制备理想配比的非晶Ｔａ２Ｏ５减反射薄膜。测定表明，其减反射性能良好。

基频HfO_2/SiO_2高反射薄膜激光损伤生长特性

以1064nm波长作用下的HfO2/SiO2高反射薄膜为研究对象,研究了高反射薄膜在损伤生长过程中分层剥落初始损伤结构的变化规律、损伤形貌特征和损伤生长阈值等特性。实验结果表明:分层剥落初始损伤结构的横向尺寸随激光能量密度的增加呈分段线性增长,破斑沿纵向拓展的损伤生长阈值是沿横向拓展的损伤生长阈值的2倍以上,初始损伤结构横向尺寸的生长率与能量密度呈指数关系,且生长阈值随着辐照次数的增加显著降低。

多孔SiO_2减反射薄膜的制备研究及光伏应用

采用溶胶凝胶法,使用氨水催化正硅酸乙酯在乙醇溶剂中水解制备SiO_2溶胶,研究反应物浓度、退火温度及匀胶速率对多孔SiO_2减反射薄膜的光学性质的影响.结果表明,SiO_2溶胶颗粒尺寸随着乙醇用量的增加而减小,匀胶速率可以对薄膜厚度进行调整及制备出不同折射率的薄膜.乙醇用量为120 m L和转速为2000 r/min时,制备出的SiO_2薄膜具有最佳减反射性能.不同退火温度下,SiO_2溶胶颗粒尺寸、薄膜的光学性质均无明显改变.采用优化后的工艺制备出的多孔SiO_2减反射薄膜应用于Cd Te薄膜太阳电池上,在400 nm-800 nm波段,量子效率得到提高,积分短路电流密度提高了4.83%,光电转化效率由14.92%提高到15.45%.

多孔SiO_2减反射薄膜的低温制备及光伏应用

采用溶胶凝胶法,使用氨水催化前驱物正硅酸乙酯(TEOS)水解制备SiO2胶体.通过改变溶液浓度调节胶体粒子大小,旋涂低温制备不同折射率纳米多孔SiO2薄膜.使用激光粒度仪和透射电镜分析胶粒大小及分布,粒子分布均匀且在几十纳米范围;使用椭圆偏振仪、紫外/可见分光光度计、扫描电子显微镜表征减反射薄膜的光学性质和表面形貌,发现薄膜表面呈颗粒状且折射率较低,在400nm至800nm波段的透过率平均提高了4%.将溶胶涂在CdS/CdTe太阳电池基底背面,测试结果发现,使用减反射薄膜后电池吸收波段内量子效率(QE)提高,短路电流密度提高了4.45%;光电转换效率由11.50%提高到11.94%.

40 keV质子辐照对HfO_(2)/SiO_(2)高反射薄膜激光损伤性能影响试验研究

在低地球轨道,低能质子辐照是造成空间光学元器件损坏的重要因素之一。激光高反射薄膜是空间激光系统中激光产生和输出部件的重要组成部分,其激光损伤性能变化直接影响激光系统的稳定性。文章采用地面空间环境模拟装置模拟低能(40 keV)质子单独作用效果,通过定点原位测量技术和光热吸收测试获得薄膜的光谱透射率、表面形貌和光热吸收特性,采用激光损伤阈值测量方法表征微小初始破坏的激光损伤阈值及损伤形貌;结合SRIM程序模拟计算粒子在材料中输运的具体过程,定量分析过程中的能量损失情况。试验结果表明,40 keV质子辐照会造成HfO_(2)/SiO_(2)三波段高反膜的激光损伤阈值明显降低。

微热压印制备三棱锥结构减反射薄膜

通过拉伸实验机的改装,采用平面对平面的微热压印方法,探究在聚氯乙烯(PVC)薄膜表面压印获得三棱锥阵列结构减反射薄膜的可行性,并利用正交实验研究了工艺参数(压印温度、保压时间和压印压力)对三棱锥结构的高度和锥体侧面之间的二面夹角的影响。结果表明,通过改装拉伸实验机进行微热压可以获得充形完整的微三棱锥阵列结构,且压印温度是影响三棱锥结构成形的主导因素;采用压印温度170℃、保压时间300 s、压印压力2 kN的工艺参数能够获得复刻精度完整的三棱锥光阵列结构,获得的减反射薄膜可以将光面晶硅表面加权平均反射率从21.47%降低至12.97%。

纳米硅溶胶在防反射薄膜中的应用研究

采用辐射聚合法制备了防反射涂覆液,低折材料采用含氟单体和纳米硅溶胶,涂覆液中加入了溶剂、UV固化单体、引发剂、流平剂等助剂,在三醋酸纤维素基材上用丝棒涂布制备了防反射薄膜。研究了纳米硅溶胶的分散介质、粒径大小及其用量对防反射薄膜雾度、折射率、反射率等性能的影响。

红外灯辅助喷雾热解法制备可控锑掺杂氧化锡透明热反射薄膜

本文以乙二醇为溶剂及配位剂,以冰乙酸为酸性催化剂,采用溶胶-凝胶法制备均一稳定的具有不同锑掺杂浓度的二氧化锡(Sn O_2)溶胶,再通过红外灯辅助喷雾热解法制备性能优异的可控锑掺杂Sn O_2薄膜,并对薄膜微结构、光电性能进行表征。结果表明:薄膜以四方金红石结构存在,结晶完全;方阻值随锑掺杂浓度和成膜厚度的增加而降低;薄膜在可见光区的平均透过率可达79%左右,且在中远红外光区的平均反射率可达80%左右。此外,通过改变锑掺杂浓度和成膜厚度,能够有效地调节薄膜的红外反射率与反射起点波长,从而满足不同气候条件对热反射和热发射的不同要求。

透明热反射薄膜研究与开发——上海市能源研究所廿年研究工作的回顾

透明热反射薄膜(Transparent Heat Mirror,以下简称THM膜)是一种光谱选择性材料,在太阳能开发、建筑节能,以及家用电器等领域节能有着广泛的应用前景,上海市能源研究所(SIER)在近20年中从基础研究和材料开发等方面均进行了一些有意义的研究,现就有关该材料的基础性研究和在某些方面的应用试验综述介绍。

制造无反射薄膜的新技术

日本三菱丽阳公司和神奈川化学技术学会（KAST）在全世界首次开发了连续制造“蛾眼型”无反射薄膜的技术，并在着手开发此薄膜的大面积化以及批量生产技术。

日本三井化学公司开发LED液晶屏用发泡反射薄膜

日本三井化学公司开发出LED液晶显示屏用发泡反射薄膜。该产品采用超临界CO2和该公司独有的连续挤压发泡技术制备而成，具有量轻且尺寸稳定性好的特点，厚度为150μm时反射率可达98．4％，实现了业界最大级别的反射率，这使得显示屏的轻量化和高亮度化进一步提高。