硅基超疏水低反射表面的仿生結(jié)構(gòu)制備工藝研究.pdf

1、太陽(yáng)能電池存在一些問(wèn)題,如太陽(yáng)入射光的吸收率不高,由于過(guò)熱而造成的電池轉(zhuǎn)換效率較低,受惡劣環(huán)境的影響而導(dǎo)致穩(wěn)定性差等。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。這些植物的一些特定的結(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。以一些具有特殊結(jié)構(gòu)的生物體為仿生對(duì)象,開(kāi)展多功能太陽(yáng)能電池智能表面結(jié)構(gòu)的仿生機(jī)理和制備技術(shù)的研究。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,并測(cè)試了表面結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性、疏水性、微觀幾何結(jié)構(gòu)用以驗(yàn)證多功

2、能的特性。論文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)仿生結(jié)構(gòu)的機(jī)理研究。一些生物體結(jié)構(gòu)具有良好的光學(xué)減反性和疏水性,其表面微觀的有序結(jié)構(gòu)發(fā)揮著決定性的作用。表面的納米線柱結(jié)構(gòu)在生物體防水去污功能上起到了重要的作用,而對(duì)另外的生物體,相似的納米線柱結(jié)構(gòu)同時(shí)展現(xiàn)出優(yōu)異的光學(xué)減反性。因此通過(guò)調(diào)整納米線柱結(jié)構(gòu)的分布和尺度,可能會(huì)同時(shí)具備優(yōu)異的疏水性和光學(xué)減反性。而將這樣的納米線柱結(jié)構(gòu)作為半導(dǎo)體材料運(yùn)用于太陽(yáng)能電池,在提高電池效率、實(shí)現(xiàn)自清潔多功能方

3、面會(huì)有顯著的突破。
　　2)基于濕法腐蝕方法進(jìn)行了硅納米線的制備工藝的研究。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(cè)量表征。在實(shí)驗(yàn)中采用100晶向的單晶硅片,室溫下在其表面成功制備了大面積的硅納米線陣列。測(cè)試表明,樣品表面反射率在450-790nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)達(dá)到5％以下,表面接觸角高達(dá)150?,具備了較好疏水性和減反性的復(fù)合。
　　3)基于自組裝微球掩膜納米單層膜制備工藝的研究。在實(shí)驗(yàn)過(guò)