CN205427223U - 一种空间用紫外反射膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光学薄膜技术领域，主要公开了一种空间用紫外反射膜。该空间用紫外反射膜包括玻璃盖片和反射膜，所述反射膜包括多层高折射率材料层和多层低折射率材料层，所述反射膜由所述高折射率材料层与所述低折射率材料层交替堆叠而成，所述高折射率材料层和所述低折射率材料层的光学厚度分别为所述高折射率材料和所述低折射率材料1/4参考波长的奇数倍。本实用新型的有益效果是：该结构使得空间用紫外反射膜对以参考波长为中心的光线具有较高的反射率，实现了对紫外波段的高反射效果，大大减少了对无用的紫外光的吸收，降低了砷化镓三结、四结太阳电池的在轨工作温度，提升在轨工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学薄膜技术领域，尤其是涉及一种空间用紫外反射膜。
背景技术
由于以砷化镓为主体结构的三结、四结太阳电池效率比传统的硅太阳电池高很多，所以这种电池越来越受到人们的青睐。与硅太阳电池不同的是此类电池的有效工作波段为350-1800nm。而传统的硅太阳电池的带通滤波器为在盖玻片的上下表面分别蒸镀空间用紫外反射膜和红外反射膜，使硅太阳电池在400-1100nm范围内有较低反射率，而在其他波段则有较高的反射率，从而尽可能减少硅太阳电池的在轨温度，以保证硅太阳电池保持较高的输出功率。
显然，由于传统的硅太阳电池和以砷化镓为主体结构的三结、四结太阳电池的工作波段不同，所以传统的带通滤波器是无法满足此类太阳电池的工作需求。因为太阳光谱中1800nm之后的辐照强度十分微弱，因此，吸收这一波段的太阳光所引起的温度升高可忽略不计。
由此可见，如何研究出一种空间用紫外反射膜，能够具备更高的反射率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种具有更高反射能力的空间用紫外反射膜。
本实用新型一种空间用紫外反射膜包括玻璃盖片和反射膜，所述反射膜包括多层高折射率材料层和多层低折射率材料层，所述反射膜由所述高折射率材料层与所述低折射率材料层交替堆叠而成，所述高折射率材料层和所述低折射率材料层的光学厚度分别为所述高折射率材料和所述低折射率材料1/4参考波长的奇数倍。
进一步地，所述高折射率材料层为HfO2层。
进一步地，所述低折射率材料层为MgF2层。
进一步地，所述高折射率材料层与所述低折射率材料层的层数均为10层。
进一步地，所述反射膜与入射介质相接触的第一层为低折射率材料层，第二层为高折射率材料层。
进一步地，所述第一层的光学厚度为(2.8-3.2)L；所述第二层的光学厚度为H；所述反射膜第三层为低折射率材料层，光学厚度为(1.48-1.52)L；所述反射膜第四层为高折射率材料层，光学厚度为(1.48-1.52)H；所述反射膜的第五、七、九、十一、十三、十五、十七和十九层为低折射率材料层，光学厚度均为L；所述反射膜的第六、八、十、十二、十四、十六、十八和二十层为高折射率材料层，光学厚度均为H。
进一步地，所述玻璃盖片为掺杂有CeO2的玻璃盖片。
本实用新型一种空间用紫外反射膜，与现有技术相比具有以下优点：
第一，该空间用紫外反射膜中包括交替堆叠的所述高折射率材料层和低折射率材料层，且所述高折射率材料层与所述低折射率材料层的光学厚度分别为所述高折射率材料和所述低折射率材料的参考波长的1/4，该设计根据1/4波长规则即当所述反射膜的光学厚度为1/4参考波长的奇数倍时，所述反射膜的反射率便会出现极值。因此，该结构使得空间用紫外反射膜对以参考波长为中心的光线具有较高的反射率，实现了对紫外波段的高反射效果，大大减少了对无用的紫外光的吸收，降低了砷化镓三结、四结太阳电池的在轨工作温度，提升在轨工作效率。
第二，该空间用紫外反射膜中所述高折射率材料层为HfO2层。之所以这样设计是因为所述HfO2层在太阳光波长200nm之后属于光学透明波段，即吸收很小，光反射能力极强，尤其是在紫外光波段的反射能力更为突出，更利于制备出高反射率的反射膜。
第三，该空间用紫外反射膜中所述低折射率材料层为MgF2层。当高折射率材料的折射率越高，低折射率材料的折射率越低时，那么所述高折射率材料层与所述低折射率材料层构成的反射膜的反射率就越高。与传统的低折射率材料相比，由于MgF2具有更低的折射率，所以当所述MgF2层与高折射率材料层复合之后便赋予所述反射膜更高的光反射能力。
附图说明
图1为本实用新型中空间用紫外反射膜的结构示意图。
图中的标号分别为：1-玻璃盖片，2-反射膜，H-HfO2的物理沉积厚度，L-MgF2物理沉积厚度。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
如图1所示，一种空间用紫外反射膜适用于空间用三结砷化镓太阳电池中。该空间紫外反射膜主要包括玻璃盖片1和反射膜2，所述反射膜2包括多层高折射率材料层和多层低折射率材料层，所述反射膜2由所述高折射率材料层与所述低折射率材料层交替堆叠而成，所述高折射率材料层和所述低折射率材料层的光学厚度分别为所述高折射率材料和所述低折射率材料1/4参考波长的奇数倍。
由于反射膜2中包括交替堆叠的所述高折射率材料层和低折射率材料层，且所述高折射率材料层与所述低折射率材料层的光学厚度分别为所述高折射率材料和所述低折射率材料的参考波长的1/4。该设计根据1/4波长规则即当所述反射膜2的光学厚度为1/4参考波长的奇数倍时，所述反射膜2的反射率便会出现极值。因此，该结构赋予所述反射膜2更高的反射能力。由于太阳电池的工作状态与其温度直接相关，温度每提高1℃，其输出功率将减少0.5％，所以通过在所述太阳电池表面设置所述反射膜2，即可避免因吸收不必要的太阳光波段而引起所述太阳电池温度升高导致其输出功率降低。
所述高折射率材料层为HfO2层。之所以这样设计是因为所述HfO2层在太阳光波长200nm之后属于光学透明波段，即吸收很小，光反射能力极强，尤其是在紫外光波段的反射能力更为突出，更利于制备出高反射率的反射膜2。
所述低折射率材料层为MgF2层。当高折射率材料的折射率越高，低折射率材料的折射率越低时，那么所述高折射率材料层与所述低折射率材料层构成的反射膜2的反射率就越高。与传统的低折射率材料相比，由于MgF2具有更低的折射率，所以当所述MgF2层与高折射率材料层复合之后便赋予所述反射膜2更高的光反射能力。
所述高折射率材料层与所述低折射率材料层的层数均为10层。该设计使所述高折射率材料层与所述低折射率材料层恰好依次实现依次交替堆叠的结构。此外，本实施例中所选用的高折射率材料HfO2的折射率足够高，所选用的低折射率材料MgF2的折射率足够低，所以分别设计10层即可达到制备高反射率反射膜2的目的。
所述反射膜2与入射介质相接触的第一层为低折射率材料层，第二层为高折射率材料层。这样设计使得所述反射膜2的反射率更高。所述第一层的光学厚度为(2.8-3.2)L；所述第二层的光学厚度为H；所述反射膜2第三层为低折射率材料层，光学厚度为(1.48-1.52)L；所述反射膜2第四层为高折射率材料层，光学厚度为(1.48-1.52)H；所述反射膜2的第五、七、九、十一、十三、十五、十七和十九层为低折射率材料层，光学厚度均为L；所述反射膜2的第六、八、十、十二、十四、十六、十八和二十层为高折射率材料层，光学厚度均为H。该设计中的数据是通过计算机模拟所获得的最佳理论结构数据。依据所述数据便能够制备出具备高反射率的反射膜2。
其中，H代表HfO2的光学厚度，L代表MgF2的光学厚度。其中，对HfO2而言，H＝HfO2的折射率×d＝参考波长×1/4；对MgF2而言，L＝MgF2的折射率×d＝参考波长×1/4。d代表HfO2或MgF2的物理沉积厚度。例如，若取HfO2的折射率等于2，参考波长取400nm，那么H＝2×d＝400×1/4，d＝50nm，也就是说一个H对应的物理沉积厚度为50nm，1.5H对应的物理沉积厚度为75nm。
所述玻璃盖片1为掺杂有CeO2的玻璃盖片。这样设计的原因是CeO2能够有效吸收紫外光波段的射线和粒子，从而大大降低了所述射线和所述粒子对太阳电池效率的影响。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种空间用紫外反射膜，其特征在于，包括：
玻璃盖片(1)和反射膜(2)，所述反射膜(2)包括多层高折射率材料层和多层低折射率材料层，所述反射膜(2)由所述高折射率材料层与所述低折射率材料层交替堆叠而成，所述高折射率材料层和所述低折射率材料层的光学厚度分别为所述高折射率材料和所述低折射率材料1/4参考波长的奇数倍。
2.根据权利要求1所述的空间用紫外反射膜，其特征在于：所述高折射率材料层为HfO2层。
3.根据权利要求1所述的空间用紫外反射膜，其特征在于：所述低折射率材料层为MgF2层。
4.根据权利要求1所述的空间用紫外反射膜，其特征在于：所述高折射率材料层与所述低折射率材料层的层数均为10层。
5.根据权利要求4所述的空间用紫外反射膜，其特征在于：所述反射膜(2)与入射介质相接触的第一层为低折射率材料层，第二层为高折射率材料层。
6.根据权利要求5所述的空间用紫外反射膜，其特征在于：所述第一层的光学厚度为(2.8-3.2)L；所述第二层的光学厚度为H；所述反射膜(2)第三层为低折射率材料层，光学厚度为(1.48-1.52)L；所述反射膜(2)第四层为高折射率材料层，光学厚度为(1.48-1.52)H；所述反射膜(2)的第五、七、九、十一、十三、十五、十七和十九层为低折射率材料层，光学厚度均为L；所述反射膜(2)的第六、八、十、十二、十四、十六、十八和二十层为高折射率材料层，光学厚度均为H。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的空间用紫外反射膜，其特征在于：所述玻璃盖片(1)为掺杂有CeO2的玻璃盖片。
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|---|---|---|---|---|
| CN109065732A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-12-21 | 南京航空航天大学 | 一种兼具宽光谱减反射和紫外滤光功能的钙钛矿电池及其玻璃盖板 |
| CN111580195A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-08-25 | 上海天马微电子有限公司 | 一种多膜层结构、显示面板、显示装置及窗口 |
| CN114606761A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-10 | 武汉纺织大学 | 长效耐光老化纤维材料及其制备方法 |
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