CN116693214A - 宽光谱减反膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了宽光谱减反膜，包括：玻璃基底，所述玻璃基底的表面设置有高折射率膜材和低折射率膜材，且高折射率膜材和低折射率膜材交替组成；所述高折射率膜材的膜系结构为Nb205；所述低折射率膜材的膜系结构为Si02；本发明，采用纳米技术的介质膜组合，通过精心设计及真空镀膜工艺，镀制的产品对光的透过由92％提升mo到98.5％以上，大大增强了光电转换能量，提高了硅光电池的品质，所设计宽光谱减反膜系不仅能明显减少可见光在介质表面的反射率，还能提高光在介质表面的透过率，提高光转换为电的效能。
Description
技术领域
本发明涉及光学薄膜的生产制造技术领域，尤其涉及宽光谱减反膜。
背景技术
硅光电池当有光照射时，半导体内产生正负电子对，因此正负电极间产生电流；如停止光照，则少数载流子没有来源，电流就会停止。硅光电池的光谱灵敏度最大值在可见光红光附近(800nm)，有效波长为400-1100nm。电池表面玻璃反射率在4.25％以上，阻隔了光的透过率。为此，必须降低玻璃表面的剩余反射率，以提高光电转换能量。
现有的可参考授公告号为：CN115201941A的中国发明专利，公开了适用于空间环境的高效红外宽光谱减反射膜，该减反射膜是在红外透镜或窗口基底上，以Ge、YbF3为高低折射率材料进行主膜系构建，以ZnS为粘合层改善基底与膜层材料间的结合特性，辅以最外层ZnS为保护层提高减反射膜的空间环境使用可靠性。膜系设计采用考虑介质吸收的高低折射率交替膜系设计方法辅以粘合层，获得满足技术要求的设计结果。该宽光谱减反射膜在制备过程中采用了离子辅助沉积、合适的沉积温度及沉积速率等特定工艺，能够实现对2-16μm波段能量高效透射，同时具有良好的空间环境可靠性。
目前的宽光谱减反膜的光谱灵敏度最大值在可见光红光附近(800nm)，有效波长为400-1100nm，电池表面玻璃反射率在4.25％以上，阻隔了光的透过率，使得玻璃的剩余反射率不佳，降低了光电转换能量。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供宽光谱减反膜。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
宽光谱减反膜，包括：玻璃基底，所述玻璃基底的表面设置有高折射率膜材和低折射率膜材，且高折射率膜材和低折射率膜材交替组成；
所述高折射率膜材的膜系结构为Nb205；
所述低折射率膜材的膜系结构为Si02。
所述玻璃基底为基底，且高折射率膜材和低折射率膜材为膜层，所述高折射率膜材和低折射率膜材上下交替组成。
所述高折射率膜材和低折射率膜材两种膜材交替镀膜组成，膜层数总计是10层。
所述膜材为99.99％高纯度无极材料，且高折射率膜材的高折射率材料选用Nb2O5，所述低折射率膜材的低折射率材料选用SiO2。
在和光线直接接触的玻璃表面沉积宽光谱减反膜系：
所述膜系结构为：
基底/0.2H0.7L0.5H0.4L0.7H0.1L2.6H0.3L0.5H1.4L/空气，其中1H为一个1/4中心波长光学厚度的Nb2O5，其中1L为一个1/4中心波长光学厚度的SiO2。
所述膜层的总厚度小于500nm，远小于玻璃厚度，不会损害玻璃其他物理性能。
所述膜层采用纳米技术的介质膜组合，通过精心设计及真空镀膜工艺。
具体包括如下制作步骤：
1：将玻璃基底经过多槽的超声波清洗，烘干以后，放入镀膜机专用的伞架上，并且搬运进镀膜机；
2：利用机械泵和扩散泵对镀膜机的真空腔进行快速抽气，使镀膜机内真空腔的真空度达到10-3Pa；
3：使用高压电子枪，控制电子枪的电流，使高折射率材料NB2O5的蒸发速度控制在0.2nm/s左右，这样可获得较稳定的折射率，以及表面均匀的折射率；
4：使用高压电子枪，控制电子枪的电流，使低折射率材料SiO2的蒸发速度控制在1.0nm/s左右，这样可获得较稳定的折射率，以及表面均匀的折射率；
5：将基板的温度设定在220-250℃之间，以获得较高的膜强度。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明，采用纳米技术的介质膜组合，通过精心设计及真空镀膜工艺，镀制的产品对光的透过由92％提升mo到98.5％以上，大大增强了光电转换能量，提高了硅光电池的品质；
2、本发明，所设计宽光谱减反膜系不仅能明显减少可见光在介质表面的反射率，还能提高光在介质表面的透过率，提高光转换为电的效能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本实施例的膜层结构示意图；
图2为本实施例的膜层入射波长示意图；
图3为本实施例的膜系结构分析示意图。
图中：1、玻璃基底；2、高折射率膜材；3、低折射率膜材。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”“水平的”“左”“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图3，宽光谱减反膜，包括：玻璃基底1，玻璃基底1的表面设置有高折射率膜材2和低折射率膜材3，且高折射率膜材2和低折射率膜材3交替组成；
高折射率膜材2的膜系结构为Nb205；
低折射率膜材3的膜系结构为Si02。
玻璃基底1为基底，且高折射率膜材2和低折射率膜材3为膜层，高折射率膜材2和低折射率膜材3上下交替组成。
高折射率膜材2和低折射率膜材3两种膜材交替镀膜组成，膜层数总计是10层。
膜材为99.99％高纯度无极材料，且高折射率膜材2的高折射率材料选用Nb2O5，低折射率膜材3的低折射率材料选用SiO2。
在和光线直接接触的玻璃表面沉积宽光谱减反膜系：
膜系结构为：
基底/0.2H0.7L0.5H0.4L0.7H0.1L2.6H0.3L0.5H1.4L/空气，其中1H为一个1/4中心波长光学厚度的Nb2O5，其中1L为一个1/4中心波长光学厚度的SiO2。
膜层的总厚度小于500nm，远小于玻璃厚度，不会损害玻璃其他物理性能。
膜层采用纳米技术的介质膜组合，通过精心设计及真空镀膜工艺。
具体包括如下制作步骤：
1：将玻璃基底2经过多槽的超声波清洗，烘干以后，放入镀膜机专用的伞架上，并且搬运进镀膜机；
2：利用机械泵和扩散泵对镀膜机的真空腔进行快速抽气，使镀膜机内真空腔的真空度达到10-3Pa；
3：使用高压电子枪，控制电子枪的电流，使高折射率材料NB2O5的蒸发速度控制在0.2nm/s左右，这样可获得较稳定的折射率，以及表面均匀的折射率；
4：使用高压电子枪，控制电子枪的电流，使低折射率材料SiO2的蒸发速度控制在1.0nm/s左右，这样可获得较稳定的折射率，以及表面均匀的折射率；
5：将基板的温度设定在220-250℃之间，以获得较高的膜强度。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (8)
1.宽光谱减反膜，其特征在于，包括：玻璃基底(1)，所述玻璃基底(1)的表面设置有高折射率膜材(2)和低折射率膜材(3)，且高折射率膜材(2)和低折射率膜材(3)交替组成；
所述高折射率膜材(2)的膜系结构为Nb205；
所述低折射率膜材(3)的膜系结构为Si02。
2.如权利要求1所述的宽光谱减反膜，其特征在于：
所述玻璃基底(1)为基底，且高折射率膜材(2)和低折射率膜材(3)为膜层，所述高折射率膜材(2)和低折射率膜材(3)上下交替组成。
3.如权利要求2所述的宽光谱减反膜，其特征在于：
所述高折射率膜材(2)和低折射率膜材(3)两种膜材交替镀膜组成，膜层数总计是10层。
4.如权利要求1所述的宽光谱减反膜，其特征在于：所述膜材为99.99％高纯度无极材料，且高折射率膜材(2)的高折射率材料选用Nb2O5，所述低折射率膜材(3)的低折射率材料选用SiO2。
5.如权利要求1所述的宽光谱减反膜，其特征在于：在和光线直接接触的玻璃表面沉积宽光谱减反膜系：
所述膜系结构为：
基底/0.2H 0.7L 0.5H 0.4L 0.7H 0.1L 2.6H 0.3L 0.5H 1.4L/空气，其中1H为一个1/4中心波长光学厚度的Nb2O5，其中1L为一个1/4中心波长光学厚度的SiO2。
6.如权利要求2所述的宽光谱减反膜，其特征在于：所述膜层的总厚度小于500nm，远小于玻璃厚度，不会损害玻璃其他物理性能。
7.如权利要求1所述的宽光谱减反膜，其特征在于：
所述膜层采用纳米技术的介质膜组合，通过精心设计及真空镀膜工艺。
8.如权利要求1所述的宽光谱减反膜，其特征在于：具体包括如下制作步骤：
1：将玻璃基底(2)经过多槽的超声波清洗，烘干以后，放入镀膜机专用的伞架上，并且搬运进镀膜机；
2：利用机械泵和扩散泵对镀膜机的真空腔进行快速抽气，使镀膜机内真空腔的真空度达到10-3Pa；
3：使用高压电子枪，控制电子枪的电流，使高折射率材料NB2O5的蒸发速度控制在0.2nm/s左右，这样可获得较稳定的折射率，以及表面均匀的折射率；
4：使用高压电子枪，控制电子枪的电流，使低折射率材料SiO2的蒸发速度控制在1.0nm/s左右，这样可获得较稳定的折射率，以及表面均匀的折射率；
5：将基板的温度设定在220-250℃之间，以获得较高的膜强度。
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