低反射超疏水太陽能電池表面結(jié)構(gòu)的制備工藝研究.pdf

1、當(dāng)前,世界面臨嚴(yán)峻的能源和環(huán)境壓力,太陽能電池的研究近來成為熱點(diǎn),太陽能電池目前在應(yīng)用上存在一些問題,如對(duì)太陽入射光的吸收率不高導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率低下,受惡劣環(huán)境的影響導(dǎo)致穩(wěn)定性差、使用壽命減短等。自然界中的生物對(duì)于不同的環(huán)境都具有良好的適應(yīng)性,如飛蛾復(fù)眼結(jié)構(gòu)的減反射性、荷葉表面的超疏水性等。研究發(fā)現(xiàn)這些生物的一些特定的結(jié)構(gòu)對(duì)于光學(xué)傳輸、溫度控制、自清潔功能有直接的影響。本文以在寬波長范圍內(nèi)減小電池表面入射光反射率并同時(shí)提高表面自清潔性能

2、為目的,以某些具有特殊結(jié)構(gòu)的生物體為仿生對(duì)象,開展太陽能電池表面結(jié)構(gòu)的仿生機(jī)理和制備技術(shù)的研究?；趪?yán)格耦合波理論展開了微納結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性仿真研究,并基于仿生結(jié)構(gòu)的原理提出了兩種實(shí)驗(yàn)制備方法,濕法腐蝕方法及基于自組裝納米微球刻蝕的方法。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　仿生結(jié)構(gòu)機(jī)理研究。一些生物體表面具有良好的光學(xué)減反性和疏水性,通過研究發(fā)現(xiàn),其表面的微觀有序結(jié)構(gòu)在其中發(fā)揮著決定性的作用。通過調(diào)整微納結(jié)構(gòu)的分布和尺度,可能會(huì)同時(shí)具備優(yōu)異

3、的疏水性和光學(xué)減反性。將這樣的微納結(jié)構(gòu)運(yùn)用于太陽能電池表面,在提高其光電轉(zhuǎn)換效率、實(shí)現(xiàn)自清潔等功能方面會(huì)有顯著的突破。
　　對(duì)硅片表面減反射原理進(jìn)行研究,比較了薄膜減反射和微結(jié)構(gòu)減反射的優(yōu)劣,同時(shí)基于嚴(yán)格耦合波理論分別運(yùn)用RSOFT和MATLAB軟件進(jìn)行了一維和二維亞波長微納結(jié)構(gòu)光學(xué)特性仿真。
　　采用濕法腐蝕方法進(jìn)行了硅納米線的制備,并對(duì)其結(jié)構(gòu)形貌、疏水性、光學(xué)特性進(jìn)行了測量表征。在實(shí)驗(yàn)中采用100晶向的單晶硅片,室溫下在