減反射涂層在光伏電池技術應用的研究進展

　　光伏產業(yè)的一項技術挑戰(zhàn)是如何提高太陽能電池的光電轉換效率。然而除了光電轉換效率外，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太陽能電池表面，也就不利于能量輸出。沒有經過處理的玻璃表面會反射多達4 %的陽光 - 這部分光是被丟失的，無法轉換成電能。

　　如何減少不必要反射是現代光伏設計的一個重要組成部分。達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首席技術官Roger Welser博士認為：“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技術的代表研究機構及研究趨勢有以下一些：

　　ARC - 佛羅里達大學

　　佛羅里達大學的研究人員已經研究了建立在蛾眼結構基礎上的防反射技術。

　　在最近幾年，研究機構已經開發(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大學，基于蛾眼結構的防反射技術。據佛羅里達大學化學工程系副教授姜鵬博士解釋：蛾的眼睛有一種規(guī)則排列的乳頭結構構成的“周期性的亞波長結構”。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構。

　　“我們的技術可以在各種基材上模仿這些結構，造成反射抑制，”姜教授說。

　　該技術的開發(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構的缺點。姜教授稱，蛾眼構造相比傳統(tǒng)的介電涂層表現出“寬帶”防反射。

　　“蛾眼結構，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構。這樣的工藝發(fā)展可以被量產。我們的技術也適用于各種基材，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，他們已經開發(fā)出了基于蛾眼原理的顯示器，但姜鵬表示，這些結構技術目前還沒有被用于光伏的電池中。目前，使用類似的結構制造的電池已經問世，并且表現出更高的效率 - 姜鵬正積極探討將該技術進一步商業(yè)化的機會。

　　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，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，使得折射指數下降。

　　“本質上，我們的技術是在固體涂層創(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，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。

　　陷光技術仍在研究發(fā)展中 - 但KhepriCoat涂料已經是一種商業(yè)化的產品，Smit稱：“鍍膜玻璃‘世界各地的眾多太陽能組件生產商正在使用”?！?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)了寬帶納米結構的防反射涂層。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，通過設計涂層材料的光學性質，Magnolia Solar先進的納米結構光學涂層能夠在很寬的光譜和角度范圍內降低反射?！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。”

　　該涂層能夠被應用在各種表面，包括硬質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。

　　其他應用

　　更廣義地說，防反射涂層也用于各種其它應用。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，每種應用都有自己的要求，就需要具體的產品開發(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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