基于等效介質(zhì)近似模型抗反射涂層的研究.pdf

1、太陽(yáng)能電池是一種能直接將太陽(yáng)光光子的能量轉(zhuǎn)換為電能的器件。目前，市場(chǎng)上的大多數(shù)太陽(yáng)能電池是單晶硅或者多晶硅太陽(yáng)能電池。但是，硅基太陽(yáng)能電池面臨著生產(chǎn)成本高，轉(zhuǎn)換效率較低的問題。影響太陽(yáng)能電池效率中最主要的因素之一是光的反射損失。當(dāng)光從空氣（折射率大約為1）入射到硅基（折射率大約為4）太陽(yáng)能電池上時(shí)，折射率的不連續(xù)，使得沒有做任何處理的硅基太陽(yáng)能電池會(huì)直接反射掉超過(guò)30％的入射光，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率降低。
　　為了減小光的反射損失，抗反射

2、涂層被廣泛應(yīng)用沉積到硅基太陽(yáng)能電池表面?？紤]到成本和性能的改善，現(xiàn)在商業(yè)化的硅基太陽(yáng)能電池廣泛采用單層結(jié)構(gòu)的抗反射涂層。但是，單層結(jié)構(gòu)抗反射涂層只能在較窄波長(zhǎng)范圍內(nèi)有較好的抗反射效果。為實(shí)現(xiàn)能在較大波長(zhǎng)范圍內(nèi)均有較低的反射率，論文研究設(shè)計(jì)制備了一種低成本的三層結(jié)構(gòu)抗反射涂層。從與空氣接觸的頂層到與硅基太陽(yáng)能電池接觸的底層，三層結(jié)構(gòu)薄膜材料均采用低成本的硅化物，包括二氧化硅層、氮化硅層和含有硅納米晶體的氮化硅層。
　　在論文中，首先

3、研究了抗反射涂層的原理，得知影響抗反射性能的主要因素是減反射涂層中薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度。然后，運(yùn)用等效介質(zhì)近似理論，研究分析了薄膜光學(xué)常數(shù)隨薄膜中所含晶粒體積分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系并建立了三層結(jié)構(gòu)抗反射涂層的模型。接著，以等離子體化學(xué)氣相沉積基礎(chǔ)，研究開發(fā)了一種連續(xù)沉積三層薄膜的低成本制備工藝并在硅襯底上沉積了三層結(jié)構(gòu)的抗反射涂層。利用分光光度計(jì)測(cè)試，在300納米到1100納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)，其平均反射率僅為5.6%，遠(yuǎn)低于硅襯底本身的平均反射率3