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晶体硅太阳电池减反射膜的研究

2013-11-27 10:19| 发布者: echo| 查看: 9630| 评论: 0

摘要: 0 引言太阳能光伏技术是将太阳能转化为电力的技术,其核心是半导体物质的光电效应。最常用的半导体材料是硅。在太阳电池表面形成一层减反射薄膜是提高太阳电池的光电转换效率比较可行且降低成本的方法。应用PECVD(等 ...

因此,完善的单层减反射薄膜条件是膜层的光学厚度为1/4波长,其折射率为基片和入射媒质折射率相乘积的平方根。

2 减反射薄膜的材料

要想将光电池对光反~射引起的损失减至最小,因此必须使反射系数ρ最小,如上分析,对单层减反射薄膜必须满足:  

 

对硅光电池来讲,如果光直接从空气射入电池,n0=1,nSi=3.8,则折射率为1.9时的介质膜为最佳,但是它仅仅对特定波长的单色光为最佳,对于一般的复色光源,邻近特定波长的光,在确定的介质材料和厚度下,由于条件不完全满足,反射光只可能部分地被抵消,虽然ρ有所增大,但对波长较远的光,起不到减反射作用,因此在设计中应选取适当的n1材料和制作合适的膜厚t,才能使其波长落在光源辐射最强的波长附近。

几种能够作为减反射薄膜的材料和它的折射率列在表1中,可供参考:  

 

由于氮化硅的折射率为1.9,是很理想的减反射膜材料,所以研究中采用的就是这种材质的减反射膜。氮化硅薄膜的折射率高,其中晶态氮化硅薄膜的折射率为2.0;非晶态氮化硅薄膜的折射率会在其左右一定范围内波动。氮化硅薄膜的厚度和颜色有对应关系,如表2所示。  

 

厚度可用椭圆偏振仪精确测量。在能够估计厚度范围的情况下,可根据氮化硅薄膜的颜色和表中所列的颜色进行比较,以此来确定氮化硅膜的大约厚度。图2~图4分别为镀膜前、80 nm左右SiN薄膜和65 nm左右的SiN薄膜图示。  


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