Новое противоотражательное покрытие повысит производительность фотогальванических ячеек

Эффективность фотогальванических ячеек может вскоре существенно повыситься – благодаря антирефлективным покрытиям следующего поколения, изготовленным из наноматериалов, которые способны сокращать количество света, отражаемого от поверхности ячейки.
Материалы, обладающие “настраиваемым” индексом преломления, разрабатывались в течение последних нескольких лет – они имеют многообещающий потенциал для применения в фотоэлектрических установках. Профессор Фред Шуберт – сотрудник Отделения электрических, компьютерных и инженерных исследований при политехническом институте Ренсселера – изучает способы использования свойства управляемости и представит свои выводы на 59-ом Международном симпозиуме Американского вакуумного общества, который проходит в городе Тампа, штат Флорида.
Преломление – это свойство материала, которое изменяет скорость света. Его коэффициент вычисляется как отношение скорости света в вакууме к скорости прохождения света через материал.
Являясь одним из фундаментальных свойств оптических материалов, показатель преломления определяет важные оптические характеристики - такие как френелевское отражение, отражение под углом Брэгга, преломление Снеллиуса, дифракция, а также фазовая и групповая скорость света.
Воздух и другие газы имеют показатель преломления близкий к 1, но, к сожалению, они не подходят для использования в тонкопленочных оптоэлектронных приборах. Среди прозрачных плотных материалов, пригодных для использования в тонкопленочных оптоэлектронных устройствах, фторид магния (MgF2) имеет самый низкий показатель преломления (n = 1,39); о существовании плотных веществ с более низким коэффициентом преломления пока неизвестно.
На самом деле, на протяжении многих лет диапазон преломления между 1,0 и 1,39 оставался неисследованным. Но с появлением материалов с регулируемым коэффициентом преломления, это меняется. Работа Шуберта основана на исследовании возможных сфер применения тонкопленочных материалов, показателем преломления которых можно управлять.
“Были продемонстрированы оптические тонкопленочные материалы с показателем преломления 1,05. Вещества с регулируемым коэффициентом преломления основаны на “нанопористых” диоксиде кремния (SiO2), оксиде индия-олова (ITO), и диоксиде титана (TiO2). Мы можем контролировать пористость с помощью осаждения под непрямым углом - методикаи, при которой субстрат находится под нестандартным углом наклона по отношению к источнику отложений”, - говорит Шуберт.
Шуберт и его коллеги использовали эти материалы, чтобы спроектировать и изготовить четырехслойное антиотражающее покрытие. “Процесс изготовления этого покрытия является кумулятивным, поэтому он вполне совместим с современными технологиями производства солнечных батарей”, - отмечает он.
“Наш индивидуальный подход легко позволяет сделать нанесение антирефлективного покрытия частью процесса изготовления фоточувствительных элементов”.
Разработанное четырехслойное просветляющее покрытие является долговечным и легко применимым; оно может послужить базой для разработки антирефлективных материалов нового поколения для гелиоустановок.
Energy Daily, перевод с английского – Наталья Пристром