硅基超疏水低反射表面的仿生結(jié)構(gòu)制備工藝研究.pdf

1、太陽能電池存在一些問題,如太陽入射光的吸收率不高,由于過熱而造成的電池轉(zhuǎn)換效率較低,受惡劣環(huán)境的影響而導致穩(wěn)定性差等。自然界中的生物對于不同的環(huán)境都具有良好的適應(yīng)性。這些植物的一些特定的結(jié)構(gòu)對于光學傳輸、溫度控制、自清潔功能有直接的影響。以一些具有特殊結(jié)構(gòu)的生物體為仿生對象,開展多功能太陽能電池智能表面結(jié)構(gòu)的仿生機理和制備技術(shù)的研究。并基于仿生結(jié)構(gòu)的原理提出了兩種實驗制備方法,并測試了表面結(jié)構(gòu)的光學特性、疏水性、微觀幾何結(jié)構(gòu)用以驗證多功

2、能的特性。論文主要研究內(nèi)容如下:
　　1)仿生結(jié)構(gòu)的機理研究。一些生物體結(jié)構(gòu)具有良好的光學減反性和疏水性,其表面微觀的有序結(jié)構(gòu)發(fā)揮著決定性的作用。表面的納米線柱結(jié)構(gòu)在生物體防水去污功能上起到了重要的作用,而對另外的生物體,相似的納米線柱結(jié)構(gòu)同時展現(xiàn)出優(yōu)異的光學減反性。因此通過調(diào)整納米線柱結(jié)構(gòu)的分布和尺度,可能會同時具備優(yōu)異的疏水性和光學減反性。而將這樣的納米線柱結(jié)構(gòu)作為半導體材料運用于太陽能電池,在提高電池效率、實現(xiàn)自清潔多功能方

3、面會有顯著的突破。
　　2)基于濕法腐蝕方法進行了硅納米線的制備工藝的研究。采用濕法腐蝕方法進行了硅納米線的制備,并對其結(jié)構(gòu)形貌、疏水性、光學特性進行了測量表征。在實驗中采用100晶向的單晶硅片,室溫下在其表面成功制備了大面積的硅納米線陣列。測試表明,樣品表面反射率在450-790nm波長范圍內(nèi)達到5％以下,表面接觸角高達150?,具備了較好疏水性和減反性的復(fù)合。
　　3)基于自組裝微球掩膜納米單層膜制備工藝的研究。在實驗過