GaAs基底TiO2/SiO2减反射膜的反射率性能分析

本文设计并制备了适用于砷化镓(GaAs)多结太阳电池的TiO2/SiO2双层减反射膜,通过实测反射谱来验证了理论设计的正确性。利用编程分析了TiO2、SiO2单层膜的厚度及其折射率对双层膜系反射率的影响。结果显示,在短波范围(300～600 nm),TiO2膜厚对反射率的影响要大于SiO2,而SiO2折射率对反射率的影响比TiO2大;在中波范围(600～900 nm),随着单层膜的厚度和折射率的增加,双层膜系反射率存在一个最小值,变化趋势是先降低,而随后增加。同时,计算结果得到SiO2和TiO2的最优物理膜厚分别为78.61 nm和50.87 nm,此时在短波段中心波长λ1=450 nm处最小反射率为0.0034%,在中波段中心波长λ2=750 nm处最小反射率为0.495%。采用电子束蒸发法在GaAs基底上淀积TiO2/SiO2双层膜,厚度分别为78 nm和50 nm。实测短波和中波相应的反射率极小值分别为0.37%和2.95%,与理论结果吻合较好。

GaAs基多结太阳电池TiO_2/Al_2O_3/SiO_2减反射膜的设计与制备

宽光谱低反射率减反射膜对提高GaAs基多结太阳电池的光电转换效率至关重要。设计和制备了宽光谱TiO_2/Al_2O_3/SiO_2三层减反射膜。理论研究发现,当TiO_2/Al_2O_3/SiO_2三层减反射膜最佳物理厚度为41.74 nm/78.74 nm/94.98 nm时,在350~1 800 nm宽光谱范围内获得最小有效反射率为2.85%。依据理论设计,采用真空电子束蒸发法制备了相应厚度的TiO_2/Al_2O_3/SiO_2三层减反射膜,分光光度计测试结果表明,在350~1 800 nm宽光谱范围内,有效反射率为7.21%,且在485 nm和850 nm波长附近获得反射率极小值4.39%和2.16%。

溶胶-凝胶法制备SiO_2减反射膜的研究及改性

随着太阳能资源开发领域的发展,SiO_2减反膜以其低折射率、低成本等优点,在太阳能设备以及各种光学仪器中得到了广泛的应用,已经成为当今太阳能开发领域的一个热门,受到人们的广泛关注。本文介绍了减反膜的减反原理,发展历史及国内外研究现状,在各个领域的应用。重点介绍了减反射膜的镀膜方法,溶胶凝胶技术及其优缺点,通过对其原理的而了解,得知其重点影响因素,为下一步实验得到理想的,具有较好的机械强度及较高透光率的减反射薄膜奠定了基础。

溶胶—凝胶法制备TEOS-DOS基SiO_2疏水减反射膜:溶胶微结构对膜性能的影响

以乙醇为溶剂 ,正硅酸乙酯 (TEOS ,tetraethoxysilane)在氢氧化铵催化下水解缩聚为纳米尺度的无定型SiO2 溶胶颗粒 ,二甲基二乙氧基硅烷 (DDS ,dimethyldiethoxysilane)在盐酸催化下水解缩聚为线状聚二甲基硅氧链。用混合溶胶在玻璃基片上旋转镀膜 ,然后于 80℃空气气氛下热处理。实验证明通过DDS将疏水的双甲基链引入镀膜胶体 ,使膜兼具疏水性和减反射性能。利用激光散射粒度分析仪和电子显微镜研究了溶胶颗粒的粒度变化和聚集情况等溶胶微结构 ,用物理吸附仪研究了膜的孔结构 ,考察了热处理前后膜的疏水性和透射谱 。

基于Matlab软件SiN_x/Si0_2叠层减反射膜厚度优化的研究

SiN_x/SiO_2叠层膜作为减反射钝化膜在高效太阳电池中具有广泛的应用。本文采用光学导纳特征矩阵法,利用Matlab软件对SiN_x/SiO_2叠层膜的减反射效果进行系统理论研究。首次将AM1.5G光谱、透过叠层膜到达硅片表面光子数作为衡量标准,进行减反射膜的厚度优化研究。结果表明,优化后SiN_x/SiO_2叠层膜厚度为70nm+20nm时,透过叠层膜到达硅片表面光子数最多,达到2.618×10^(17)(1/s·cm^2)。

4H-SiC基底Al2O3／SiO2双层减反射膜的设计和制备

在4H-SiC基底上设计并制备了Al2O3/SiO2紫外双层减反射膜,通过扫描电镜(SEM)和实测反射率谱来验证理论设计的正确性。利用编程计算得到Al2O3和SiO2的最优物理膜厚分别为42.0nm和96.1nm以及参考波长λ=280nm处最小反射率为0.09%。由误差分析可知,实际镀膜时保持双层膜厚度之和与理论值一致有利于降低膜系反射率。实验中应当准确控制SiO2折射率并使Al2O3折射率接近1.715。用电子束蒸发法在4H-SiC基底上淀积Al2O3/SiO2双层膜,厚度分别为42nm和96nm。SEM截面图表明淀积的薄膜和基底间具有较强的附着力。实测反射率极小值为0.33%,对应λ=276nm,与理论结果吻合较好。与传统SiO2单层膜相比,Al2O3/SiO2双层膜具有反射率小,波长选择性好等优点,从而论证了其在4H-SiC基紫外光电器件减反射膜上具有较好的应用前景。