蓝紫光波长范围内高透光率导电玻璃的应用与研究

摘要

透明导电玻璃的透光率、雾度与方块电阻,是对薄膜太阳能电池影响最大的三个特性.目前常用的ITO、FTO、AZO等透明导电玻璃,均为单一的平面型镀膜,类似于目前单晶硅太阳能电池中对可见光具有的减反、增透和增加散射光效应的纳米结构设计,在透明导电玻璃的设计制作中还并未成熟.又因为不同的太阳能电池对不同波长范围下的光的转化效率各有不同,因此设计一批对特定波长范围的光具有减反增透效应的透明导电玻璃,是提高各种新型太阳能电池效率的有效手段.本文介绍了一种具有纳米结构的透明导电玻璃的设计及加工方法,期望能够提高透明导电玻璃对可见光光谱范围内的蓝紫光的透光率,以便将此种导电玻璃用作蓝紫光波长范围内有较高外量子效率的钙钛矿太阳能电池的透明导电电极.首先采用有限时域差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)对设计的玻璃表面的微纳结构进行可见光波段的透光率仿真实验,得到能最大限度的增加蓝紫光透光率的纳米结构设计方案.实际加工过程中,采用湿法刻蚀、离子刻蚀等方式,在高透光率的白玻璃上加工微纳尺度的凸起或凹坑,然后使用磁控溅射的方法溅射ITO、FTO导电薄膜层,以便使太阳光产生衍射和散射效应,增加可见光的光谱中蓝紫光比率,从而增加太阳能电池的光电转化效率.