钝化硅太阳电池减反射膜的研究

从多层膜系在某一波长的反射率的计算原理和计算方法入手，采用等效分界面和权重反射率Ｒｗ的概念，给出了多层膜系优化的普适方法．具体计算了钝化太阳电池（含ＳｉＯ２钝化层）的单层减反射膜和双层减反射膜的优化设计，给出了常用减反射材料的最佳膜厚值，并得出结论：双层膜的减反射效果优于单层膜，平面双层减反射膜的权重反射率Ｒｗ小于６％，加微槽结构后降至２％以下（ＳｉＯ２钝化层厚度为２５ｎｍ）．     

太阳电池减反射膜设计与分析

根据光学薄膜原理，利用计算机程序对太阳电池减反射膜进行模拟仿真，得到反射率R(λ)与波长λ的关系曲线，并利用曲线对减反射膜进行优化．设计出几种常用材料制备单、双、三层减反射膜时的最佳膜系参数。为太阳电池减反射膜的制备提供理论依据．分析了电池封装和电池表面钝化对反射曲线的影响，并验证了实验结果．     

晶体硅太阳电池ZnS/MgF2减反射膜的设计与分析

选取ZnS和MgF2两种材料设计了ZnS/MgF2双层减反射膜,并利用TFCalc软件分析了膜层厚度、折射率以及光入射角对双层膜系有效反射率的影响.结果表明:ZnS和MgF2的最佳物理厚度分别为67.86 nm和119.14 nm,此时达到最小有效反射率3.37％;在380～1200 nm波长范围内,ZnS的厚度对有效...     

硅太阳电池减反射膜的优化设计

最优化设计方法是一种利用计算机进行辅助设计的方法,它在薄膜设计中具有明显的优越性．简要介绍了多层光学薄膜的最优化设计方法,并对空间用硅单晶太阳电池的减反射膜系进行了最优化设计和实验验证．结果表明,对于太阳电池的减反射膜系,尤其是结构复杂的多层减反射膜系统（包括玻璃盖片等）,最优化设计方法是一种非常实用和有效的设计方法．用此方法设计的ＳｉＯｘ／ＴｉＯ２双层减反射膜的有效反射率约为５％（波长３８０～１１００ｎｍ）,电池短路电流增益达４５％,转换效率增益达４７％．     

四结GaAs太阳电池宽带减反射膜的设计与分析

提出了一种可应用于四结GaAs太阳电池的理想减反射膜结构,经计算得出,当窗口层(AlInP)厚度为48.63 nm,三层减反射膜折射率和厚度分别为2.28、1.74、1.32和63.60、83.33、109.85 nm时减反射效果最佳.由TFCalc软件模拟出的反射谱表明,使用该三层减反膜的四结GaAs太阳电池在350-1 800 nm宽光谱范围内可获得1.82%的平均反射率.同时,分析了各膜层折射率和厚度对膜系减反射性能的影响.     

太阳电池减反射膜最佳厚度的数值计算

数值计算了硅太阳电池一氧化硅减反射膜的反射率,结果表明减反射膜厚度在0.07~0.08μm之间有较好的减反射效果.     

GaAs太阳电池减反射膜的设计

利用实际测量的光谱响应结果来对GaAs单结太阳电池减反射膜进行设计优化. 先初步设计单结GaAs太阳电池SiN减反射膜厚度,然后太阳电池片样品进行光谱响应测量. 利用实际测量的光谱响应结果推算电池样品在AM1.5条件下的无反射时光谱响应,根据计算的结果来对GaAs单结太阳电池减反射膜厚度进行设计优化. 优化结果表明83nm为GaAs单结太阳电池单层减反射膜厚度的最优值.     

PESC太阳电池双层减反射膜的研究

钝化发射极硅太阳电池（简称为PESC）^[1]，采用浅结密栅结构，以改革蓝光响应，提高转换效率。同时要求硅太阳电池的减反射在短波范围有较好的透射性能。本文对MgF2-Zn双层减反射进行了研究，将其用于PESC中，有效地提高了电池的短波光谱响应。在AM1．5mw/cm^2光照下得到太阳电池短路电流增益高达1．47，平均反射率在3％左右。     

SiO2/TiO2减反膜系的制备和性能测试

由于减反射薄膜的性能受制备工艺的影响很大,文章采用SiO2和TiO2作为低、高折射率膜料,采用磁控溅射法在玻璃基片上制备了多层减反射膜系,研究了制备工艺对薄膜性能的影响,从理论和实验2个方面得出了制备的多层减反射膜系在450～625nm波段具有明显的增透效果,在520nm处有98%的透过率。     

400-1100nm波段用于格兰泰勒棱镜减反射膜的研制

为提高格兰泰勒棱镜的透射率和使用带宽,研究了400-1100nm超宽带减反射膜的设计、制备．利用数值优化技术设计了多层膜;采用沉积Al2O3为过渡层的方法,提高了薄膜和晶体的附着力．用电子束沉积和离子束辅助沉积的方法制备了多层减反射膜．采用石英晶体振荡法监控膜厚和沉积速率．测量结果表明平均剩余反射率均小于1．7％．测试薄膜与冰洲石晶体的附着力性能良好．     

多层高反膜的理论设计与光学特性分析

从理论上对光学多层介质反射膜作了设计，用堆积密度的概念模拟了溶胶-凝胶法制备的纳米多孔薄膜的折射率；利用反射率增幅分析与膜层制备难度分析来选择理想的膜系设计；通过计算分析了经典四分之一波长膜系的光学特性，包括薄膜膜层的驻波场分布和镀膜过程中的随机误差对膜层反射率曲线的影响，为多层高反膜的化学法制备与实际应用提供了重要依据。     

多层光学透明薄膜的反射性质讨论及应用设计

采用矩阵光学计算方法,对多层光学透明薄膜的反射性质进行了讨论,并通过具体的应用设计得到了比较好的结果及有益的结论,即高反射率膜一定是奇数层;四分之一膜系为奇数层时,层数越多,反射率越大;上述膜系的全部结果只适用于单一波长的情况.     

树脂镜片的ITO薄膜

介绍ITO材料的一些特性以及ITO膜的制备方法,分析了ITO膜层厚度对减反射膜的减反射效果的影响,从而得出一个合适的厚度.     

宽带反射膜的优化设计和性能分析（英文）

宽带反射膜存在着材料折射率有限、反射带宽和反射率不能满足需要、制备过程中薄膜的厚度和折射率难以精确控制等重要的问题。为了满足光学元件对宽光谱反射的要求,采用多个膜堆结构展宽反射带的方法,使用TFCalc优化设计膜系,对膜系结构参数进行不断地改进和调整,设计了带宽为400~900nm、入射角分别为0°和60°的两种全介质多层反射膜并且对其性能进行了分析。结果表明,入射角为0°的宽带反射膜平均反射率达到99.6%,入射角为60°的宽带反射膜平均反射率达到98.6%,这两种反射膜均可以在超宽光谱范围内提高光学仪器的反射率;膜系的中心波长、电场强度分布、平均反射率和反射带宽受入射角度影响,在平均反射率和反射带宽方面,60°入射的膜系比0°入射的膜系受入射角度的影响更大。     

掠入射X射线显微镜反射率分析

X射线掠入射显微镜的反射率除了与掠入射角有关之外,还与反射表面的粗糙度密切相关．以设计的非共轴掠入射KBAX射线显微镜系统为例,讨论了掠入射下X射线从金属表面和单层膜表面反射的两种情况．分析了波长为0．83nm时,表面均方粗糙度（RMS）对反射率的影响,并计算了该系统的X射线反射率．分析结果表明RMS增大,反射率会降低;无氧铜的反射率为0．021,单层膜的反射率为0．049,因此KBAX射线显微镜可采用镀单层膜的方法加工．     

可应用于四结砷化镓太阳电池的ZnS/MgF_2/SiO_2减反射膜的结构设计

在采用磁控溅射方法分别制备单层ZnS、MgF_2、SiO_2薄膜及表征其折射率基础上,以折射率逐渐减小的三层结构(HML结构)思想,采用TFC光学薄膜软件,设计并模拟了可用于四结砷化镓(GaInP/GaAs/GaInAs/GaInAs)太阳电池的三层ZnS/MgF_2/SiO_2减反射膜系.并分析模拟了窗口层厚度、各膜层厚度和折射率以及光入射角对有效反射率的影响.结果表明:窗口层厚度、SiO_2的折射率和ZnS膜层厚度对有效反射率R_e的影响最为显著;在350~1 800nm宽波段,当窗口层厚度为83nm,膜系厚度分别为57nm、37nm和88nm,且光入射角为0°时,有效反射率Re最小可达3.38%.     

Si_3N_4与TiO_2/SiO_2减反射膜用在单晶硅太阳电池的对比研究

文章对比分析了Si3N4单层减反射膜与TiO2/SiO2双层减反射膜对单晶硅太阳电池性能的影响,发现Si3N4单层减反射膜单晶硅太阳电池短路电流Isc较高。并对这两种减反射膜的批量产品进行抽样检测,结果表明采用TiO2/SiO2双层减反射膜电池总体品质(主要从效率看)相当于或略优于Si3N4单层减反射膜太阳电池,说明TiO2/SiO2双层减反射膜仍比较适于单晶硅太阳电池。     

多层高反膜的理论设计与光学特性研究

利用软件Essential Macloed对光学多层介质反射膜作了理论设计：用packing density的概念模拟了多孔薄膜,实现了材料折射率的可调节;通过计算分析了非四分之一波长膜系的光学特性,得出倍频反射带反射率随高折射率膜层厚度变化的关系,该结果对于特殊膜系的设计具有一定的理论指导意义。     

宽波带高反射率介质膜的研究

本文从多层介质薄膜的特征矩阵方程出发概述了反射率透过率计算的一般理论。对于以λ／４高折射率介质和λ／４低折射率介质为基本周期的膜系的高反射率波带宽度进行了分析。给出利用一个中心波长λ／４膜系迭加另一个中心波长λ／４膜系中间插入补偿层的展宽波带的方法。 理论计算表明，在Ｋ－９玻璃上高折射率介质用硫化锌，低折射率介质用氟化镁，用两个１５层的λ／４膜系中间插入一层补偿层即可得到覆盖可见光区的宽波带高反射率。 在真空镀膜机上研制的膜片实测结果与理论计算基本相符。文中介绍了镀膜工艺的特点。所镀制的宽波带激光反射镜用于氦镉空阴极放电白激光器得到４４１６Ａ，５３Ｔ８Ａ，６３６０Ａ等多谱线激光输出大于５０毫瓦。     

模型预测控制器权重参数整定非线性规划法

模型预测控制(MPC)权重参数的整定是其取得良好控制性能的关键。针对基于双层结构多目标优化的MPC权重参数整定方法存在求解过程较慢、耗时较长的问题，提出了一种非线性规划整定方法。该方法将MPC权重参数整定中每个时间采样点的MPC子优化问题等价为外层MPC权重参数整定优化问题的最优KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件，将MPC权重参数整定的双层多目标优化问题转化为单层非线性规划问题。仿真案例表明，基于单层非线性规划整定方法的MPC控制性能优于或近似于基于双层多目标优化整定方法的MPC控制性能；而且基于单层非线性规划的整定方法能够快速获得MPC权重参数，时间成本由基于多目标优化整定方法所需的1.0～1.5 h缩短到10～90 s。