专利名称：一种多结太阳电池宽光谱减反射膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及的是一种多结太阳电池技术领域的方法，具体涉及一种多结太阳电池宽光谱减反射膜及其制备方法。
背景技术：
GalnP/GaAs/Ge三结太阳电池在空间应用中(AMO)的效率已经接近极限，为了进一步提高太阳电池的效率，对AMO光谱进行更好的划分，新的空间太阳电池更倾向于四结至六结电池的研究。多结太阳电池利用的光谱范围扩展，需要减反射膜的作用范围拓宽到 300-1800nm,以保证光的有效吸收。目前的三结电池可以用简单的双层减反射膜控制反射， 而对于更宽光谱的减反射要求，必须使用更复杂的多层薄膜结构，形成折射率梯度变化的减反射膜体系。
目前国内还未有四结以上的成熟电池出现，因此对适合多结太阳电池的宽光谱减反射膜的研究近乎空白。而国外多结太阳电池的发展更早，美国的Emcore公司及Spectrolab公司等相继报道了四结、五结甚至六结的太阳电池，效率较传统的三结太阳电池有了很大突破。因此，国外对减反射膜也相应地进行了更为深入的研究。Lucas Alves 等人的专利《Antireflection Coating for Multi-junction Solar Cells》(US 2011/0232745 Al)中就已报道在三结太阳电池上得到300_1850nm范围内平均反射率小于 5%的减反射膜。但该专利所述的三结太阳电池结构简单，且涉及的是磁控溅射设备，与本发明所使用的电子束蒸发设备有所不同。
国内目前在四结、五结电池上还未有成果，不能确保解决多结太阳电池解决宽光谱减反射膜的难题。因此，业界对多结太阳电池宽光谱减反射膜有所希冀，特别是需要一种多结太阳电池宽光谱减反射膜的制备方法。在各方的努力研究下，不久的将来国内必然会出现四结、五结太阳电池，而本专利恰好能为多结太阳电池解决宽光谱减反射膜的难题。·发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种多结太阳电池宽光谱减反射膜的制备方法，利用制备得到的折射率低于I. 2的材料及HL膜系结构，设计出适合多结太阳电池的减反射膜。
本发明是通过以下技术方案实现的，一种多结太阳电池宽光谱减反射膜制备方法，包括如下步骤步骤I、选择一种高折射率材料、一种低折射率材料作为镀膜材料，用椭偏仪测试两种材料的光学参数(n，k)，输入优化程序；步骤2、在电子束蒸发设备中装入电机使基片旋转，同时令基片法向与电子束成一定角度，在基片上蒸镀的材料为低折射率材料，用椭偏仪测试其光学参数(n，k)，输入优化程序;
步骤3、确定膜系层数，优化程序中输入多结电池的结构参数，包括所述多结电池每一 层厚度及其光学参数，运行优化程序计算出最优膜厚；接近电池表面的材料为高折射率材 料，然后在高折射率材料上镀低折射率材料形成HL ；
步骤4、重复所述步骤3中形成HL的过程，依次递增HL个数，形成宽光谱减反射膜结 构，然后将用斜角入射方法制备的折射率小于1. 2的材料加在所述反射膜结构上。进一步，所述低折射率材料为Si02、A1203或MgF，所述高折射率材料为Ti02、 Ta205、ZnS、Ti02、Hf02 或 Nb05。进一步，所述基片法向与电子束成的角度大于80°。进一步，所述优化程序的目标函数为
权利要求
1.一种多结太阳电池宽光谱减反射膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤I、选择一种高折射率材料、一种低折射率材料作为镀膜材料，用椭偏仪测试两种材料的光学参数(n，k)，输入优化程序； 步骤2、在电子束蒸发设备中装入电机使基片旋转，同时令基片法向与电子束成一定角度，在基片上蒸镀的材料为低折射率材料，用椭偏仪测试其光学参数(n，k)，输入优化程序; 步骤3、确定膜系层数，优化程序中输入多结电池的结构参数，包括所述多结电池每一层厚度及其光学参数，运行优化程序计算出最优膜厚；接近电池表面的材料为高折射率材料，然后在高折射率材料上镀低折射率材料形成HL ； 步骤4、重复所述步骤3中形成HL的过程，依次递增HL个数，形成宽光谱减反射膜结构，然后将用斜角入射方法制备的折射率小于I. 2的材料加在所述反射膜结构上。
2.根据权利要求I所述的减反射膜制备方法，其特征在于，所述低折射率材料为Si02、A1203 或 MgF，所述高折射率材料为 Ti02、Ta205、ZnS, Ti02、Hf02 或 Nb05。
3.根据权利要求I所述的减反射膜制备方法，其特征在于，所述基片法向与电子束成的角度大于80°。
4.根据权利要求I所述的减反射膜制备方法，其特征在于，所述优化程序的目标函数为
5.根据权利要求I所述的减反射膜制备方法制成的减反射膜，其特征在于，所述减反射膜为高折射率材料、低折射率材料组成多层交替结构上镀有一层折射率小于I. 2的材料。
全文摘要
本发明的多结太阳电池宽光谱减反射膜及其制备方法，步骤包括选择一种高折射率材料、一种低折射率材料作为镀膜材料，改进电子束蒸发设备，用椭偏仪测试材料光学参数(n，k)，输入优化程序；确定膜系层数，优化程序中输入多结电池的结构参数，运行优化程序计算出最优膜厚；接近电池表面的材料为高折射率材料，然后在高折射率材料上镀低折射率材料形成HL，递增HL形成宽光谱减反射膜结构，然后将折射率小于1.2的材料加在所述反射膜结构上。本发明的优点是选用材料均为常见材料即可，通过优化厚度，能有效降低300～1800nm的较宽范围内电池的反射率。该方法工艺简便，又能得到适合多结电池宽光谱范围的减反射膜，实用性强。
文档编号H01L31/0216GK102983226SQ20121053920
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者方昕, 张玮, 王艺帆 申请人:上海空间电源研究所