減反射涂層在光伏電池技術(shù)應(yīng)用的研究進(jìn)展

　　光伏產(chǎn)業(yè)的一項技術(shù)挑戰(zhàn)是如何提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。然而除了光電轉(zhuǎn)換效率外，如果陽光被電池片反射出去，也就意味著一部分陽光將不能到達(dá)太陽能電池表面，也就不利于能量輸出。沒有經(jīng)過處理的玻璃表面會反射多達(dá)4 %的陽光 - 這部分光是被丟失的，無法轉(zhuǎn)換成電能。

　　如何減少不必要反射是現(xiàn)代光伏設(shè)計的一個重要組成部分。達(dá)到此目的的一個有效方法就是使用減反射涂層ARC降低反射水平，增加太陽能電池組件的能量輸出。

　　Magnolia Solar首席技術(shù)官Roger Welser博士認(rèn)為：“防反射涂層可以減少平滑的表面造成的眩光、閃爍以及不必要的反射，并能增加太陽能電池和光學(xué)傳感器等光電器件的光功率輸出?！?br/>

　　對減反涂層ARC展開的研究很多，ARC技術(shù)的代表研究機(jī)構(gòu)及研究趨勢有以下一些：

　　ARC - 佛羅里達(dá)大學(xué)

　　佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員已經(jīng)研究了建立在蛾眼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的防反射技術(shù)。

　　在最近幾年，研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)了一些革新性的抗反射涂層。其中一個有趣的例子來自佛羅里達(dá)大學(xué)，基于蛾眼結(jié)構(gòu)的防反射技術(shù)。據(jù)佛羅里達(dá)大學(xué)化學(xué)工程系副教授姜鵬博士解釋：蛾的眼睛有一種規(guī)則排列的乳頭結(jié)構(gòu)構(gòu)成的“周期性的亞波長結(jié)構(gòu)”。蛾的眼睛是非常暗的，這不是因為蛾眼中有任何色素，而是因為它們眼睛的角膜結(jié)構(gòu)。

　　“我們的技術(shù)可以在各種基材上模仿這些結(jié)構(gòu)，造成反射抑制，”姜教授說。

　　該技術(shù)的開發(fā)是為了克服一些涂在光伏組件硅電池片表面的“傳統(tǒng)”四分之一波長氮化硅或二氧化鈦涂層結(jié)構(gòu)的缺點。姜教授稱，蛾眼構(gòu)造相比傳統(tǒng)的介電涂層表現(xiàn)出“寬帶”防反射。

　　“蛾眼結(jié)構(gòu)，可制作在基材本體上，我們使用自下而上的膠體自組裝制作這些結(jié)構(gòu)。這樣的工藝發(fā)展可以被量產(chǎn)。我們的技術(shù)也適用于各種基材，包括單晶硅和多晶硅，砷化鎵和玻璃，“姜鵬說。

　　夏普公司去年宣布，他們已經(jīng)開發(fā)出了基于蛾眼原理的顯示器，但姜鵬表示，這些結(jié)構(gòu)技術(shù)目前還沒有被用于光伏的電池中。目前，使用類似的結(jié)構(gòu)制造的電池已經(jīng)問世，并且表現(xiàn)出更高的效率 - 姜鵬正積極探討將該技術(shù)進(jìn)一步商業(yè)化的機(jī)會。

　　ARC - 帝斯曼創(chuàng)新中心

　　“防反射涂層減少了來自平整表面的不必要的反射，這種反射造成眩光、閃爍…… ”

　　與此同時，總部位于荷蘭的DSM公司創(chuàng)新中心開發(fā)了一種納米多孔涂層技術(shù)，在商業(yè)上稱為 KhepriCoat 。該涂層最初用于相框使用的測試和銷售，后來才有了為太陽能應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)化版本。

　　帝斯曼創(chuàng)新中心品牌及傳訊總監(jiān)Leo Smit解釋說，通過在非常薄的涂層shang 創(chuàng)造??納米多孔空氣隙，使得折射指數(shù)下降。

　　“本質(zhì)上，我們的技術(shù)是在固體涂層創(chuàng)造了一系列的納米孔，并在玻璃上形成封閉的表面和非常良好的粘合 ”斯密特表示。

　　繼最近收購了 Solar Excel后，該公司還開發(fā)了一種新型光陷阱技術(shù)，讓光線可以陷在組件里面，而不是反射到組件外，從而提高效率。

　　陷光技術(shù)仍在研究發(fā)展中 - 但KhepriCoat涂料已經(jīng)是一種商業(yè)化的產(chǎn)品，Smit稱：“鍍膜玻璃‘世界各地的眾多太陽能組件生產(chǎn)商正在使用”?！?br/>

　　ARC - Magnolia Solar 研究中心

　　在美國，位于馬薩諸塞州沃本和紐約州奧爾巴尼的Magnolia Solar，還開發(fā)了寬帶納米結(jié)構(gòu)的防反射涂層。它最初源于國防高級研究計劃局DARPA和紐約州能源研究發(fā)展管理局 NYSERDA 的研究 。

　　Welser解釋說，通過設(shè)計涂層材料的光學(xué)性質(zhì)，Magnolia Solar先進(jìn)的納米結(jié)構(gòu)光學(xué)涂層能夠在很寬的光譜和角度范圍內(nèi)降低反射?！拔覀兊耐苛峡梢砸种苚ff-angle反射，從而最大限度地減少光伏組件不必要的閃爍和眩光?！?br/>

　　該涂層能夠被應(yīng)用在各種表面，包括硬質(zhì)的玻璃基板和柔性塑料片，在所有波長和入射角都超越了傳統(tǒng)的四分之一波長的減反射涂層。

　　其他應(yīng)用

　　更廣義地說，防反射涂層也用于各種其它應(yīng)用。例如，它們可以用在各種需要減少光反射的地方。比如燈罩、顯示器等，每種應(yīng)用都有自己的要求，就需要具體的產(chǎn)品開發(fā)。

　　姜鵬也表示，一般情況下，防反射涂層以及那些適用于玻璃表面的涂層可以幫助減少視覺眩光。他還指出，蛾眼構(gòu)造還可用于發(fā)光二極管LED，以提高光提取。

來源：testpv

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