[发明专利]光学组件及其制造方法、光伏器件

说明书

技术领域

本发明涉及光学材料领域，尤其涉及一种光学组件及其制造方法、光伏器件。

背景技术

光在传播时，在不同介质的分界面上通常会有一部分改变传播方向而返回原来介质中。这被称为光的反射。通常，不同介质之间折射率的差异越大，光在该分界面处的反射将越强。

飞蛾的复眼可以被看作是由六角形纳米结构突起有序排列而成的阵列结构。这个阵列被认为是角膜表面的同质透明层，每一个纳米结构突起相当于一个减反射单元。这样的结构使得飞蛾的复眼具有低反光性，使其看起来异常黑。因此，即使飞蛾在夜间飞行也不易被察觉。这样的效应被称为蛾眼效应。在光学领域中，基于蛾眼效应的抗反射技术成为本领域技术人员研究的热点。

下面结合蛾眼结构的不同光学模型，对蛾眼结构抗反射作用的原理进行说明。

参考图1，示出了一种蛾眼结构模型的等效示意图。根据绕射理论，当蛾眼结构1的表面具有微突起的结构变化时（即蛾眼结构1中的小台阶高度差接近或小于光波长时），这种微突起的结构变化将引起材料折射率的微变化，会形成自空气至蛾眼结构1折射率n1、n2、n3、n4依次增大的趋势，从而减少光的反射。

参考图2，示出了另一种蛾眼结构模型的等效示意图。当参考图1中的微突起尺寸进一步减小，微突起密度进一步增多，其结构从总体上看就越来越接近于蛾眼结构2的连续变化斜面。这将引起于蛾眼结构2的折射率沿深度方向从n1至n4呈连续变化，从而进一步减小折射率急剧变化所造成的反射现象。

基于所述蛾眼效应，现有技术中发展了各种仿生光学材料，以起到减少光反射的作用。氧化锌（ZnO）纳米棒为模拟蛾眼效应实现抗反射的光学材料之一。

参考图3，示出了现有技术具有抗反射膜的玻璃结构的示意图。所述玻璃结构包括：玻璃板10，形成于玻璃板10上的抗反射膜11，所述抗反射膜11包括氧化锌纳米棒12阵列。所述氧化锌纳米棒12垂直于所述玻璃板10排列，不同的氧化锌纳米棒12具有不同的高度。氧化锌纳米棒12之间的高度差d1，氧化锌纳米棒12在玻璃板10上的高度d2不相同，形成类似于图1所示蛾眼模型的凸起状微结构，可以起抗反射的作用。

然而，现有技术中所述氧化锌纳米棒阵列形成的抗反射膜抗反射效果不够良好，如何提高抗反射膜的效果是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明解决的技术问题是提高抗反射膜的减反效果。

为了解决上述问题，本发明提供一种光学组件，包括：基底；抗反射膜，覆盖于所述基底上，所述抗反射膜包括多个位于所述基底上的纳米棒，所述纳米棒与所述基底不相接触的端面形成有台阶结构。

可选地，所述纳米棒为氧化锌纳米棒、二氧化钛纳米棒或氧化铟锡纳米棒。

可选地，所述端面形成有凹陷，所述台阶结构由所述凹陷形成。

可选地，所述纳米棒为具有六角棱柱晶体结构的氧化锌纳米棒，所述凹陷由(001)晶面刻蚀而成。

可选地，所述凹陷的深度为形成所述凹陷的纳米棒长度的0.1~0.9倍。

可选地，所述基底的材料为玻璃、金属或塑料。

相应地，本发明还提供一种光伏器件，包括：所述的光学组件，所述光学组件中的基底为透明基底；太阳能电池，位于所述透明基底未设置抗反射膜的一侧。

可选地，所述透明基底的材料为有机玻璃或塑料。

相应地，本发明还提供一种光学组件的制造方法，包括：提供基底；在所述基底上形成多个纳米棒；在所述纳米棒与所述基底不相接触的端面形成台阶结构。

可选地，在提供基底之后，形成纳米棒之前还包括清洗所述基底。

可选地，所述基底为玻璃，所述清洗所述基底的步骤包括：依次通过丙酮、异丙醇和去离子水对所述基底进行超声波震荡清洗；通过氢氟酸或硝酸溶液对所述基底进行粗糙化处理。

可选地，所述纳米棒为氧化锌纳米棒，形成纳米棒的步骤包括：将醋酸锌和单乙醇胺溶解于乙醇，形成涂膜溶液；将所述涂膜溶液通过旋涂的方式涂覆在基底上；对所述基底进行加热，使所述涂膜溶液分解，在所述基底上形成氧化锌晶种；将六水合硝酸锌和环六亚甲基四胺溶液混合，形成生长溶液；将形成有氧化锌晶种的基底放置于所述生长溶液中，以在所述晶种所在位置处生长氧化锌纳米棒。

可选地，形成氧化锌晶种的步骤包括：大气压下，对所述基底加热至300~400℃，以所述温度对基底加热持续0.5~2小时，以使所述涂膜溶液分解。