[发明专利]一种廉价无序宽谱广角减反结构及其制作方法

说明书

技术领域

本申请属于光学和光电子学领域，特别是涉及一种廉价无序宽谱广角减反结构及其制作方法。

背景技术

宽谱广角减反是诸多光学领域需要的器件功能特性，如何廉价大面积织构表面获得需要的宽谱广角减反且不损害器件其他功能特性一直是光学和光电子学领域追求的目标。

就光伏领域而言，III-V太阳电池和Si系太阳电池是光伏领域的主要元器件，但高折射率使得其反射损耗高达30%以上，自身纳米级表面织构化虽然能够实现宽谱减反，但由此导致的表面非辐射复合使得其载流子收集困难，不能有效提高电池效率，如何不破坏其表面载流子收集能力而提高其宽谱减反性能一直是光伏领域的难题。

虽然太阳电池表面涂覆介质膜成为减反的主要方法，并将其表面纳米级织构化更有助于其宽谱减反，但其制备工艺大多需要纳米量级光刻，价格昂贵，无易于提高电池的性价比；金属自组装作为廉价大面积纳米结构图案的形成方案被广泛采用，但是高的自组装温度使得该方案与许多光电子器件的制备流程不相兼容，且会破坏原有器件的性能，另外，高温导致的能量损耗也使其成本增加。因此，如何廉价制备满足上述需求的宽谱减反结构为相关领域所瞩目。

发明内容

本发明的目的在于提供一种廉价无序宽谱广角减反结构及其制作方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种廉价无序宽谱广角减反结构的制作方法，包括步骤：

s1、在基底材料表面沉积介质膜；

s2、在所述介质膜表面形成金属胶体薄膜；

s3、对所述金属胶体薄膜进行热处理，获得金属纳米结构；

s4、以所述金属纳米结构为掩膜对所述介质膜进行刻蚀，形成减反结构；

s5、去除金属纳米结构。

优选的，在上述的廉价无序宽谱广角减反结构的制作方法中，所述基底材料可以为半导体、绝缘体、导体或者它们的堆叠组合；还可以为有机材料或无机材料或者他们的组合。

优选的，在上述的廉价无序宽谱广角减反结构的制作方法中，所述金属有机胶体薄膜为金、银、铜、铁、铝、铂、钛、镍胶体薄膜或者它们其中几个的共溶体。

优选的，在上述的廉价无序宽谱广角减反结构的制作方法中，所述介质膜的材质为SiO₂、SiN、TiO₂、Al₂O₃、HfO₂、SiNO、ZnO、ZnS、MgF中的一种或多种的组合。

优选的，在上述的廉价无序宽谱广角减反结构的制作方法中，所述步骤s3中，热处理的方法包括热板加热、快速热退法、加热箱烘烤、微波加热、光加热或磁加热。

优选的，在上述的廉价无序宽谱广角减反结构的制作方法中，所述步骤s3中，热处理的温度为100~650℃。

优选的，在上述的廉价无序宽谱广角减反结构的制作方法中，所述步骤s2中，采用稀释剂和金属胶体溶液进行混合，获得稀释的金属胶体溶液，然后将其涂于所述介质膜表面形成金属胶体薄膜。

优选的，在上述的廉价无序宽谱广角减反结构的制作方法中，所述稀释剂为表面活性剂、乙醇或者其他羟基有机溶液。

优选的，在上述的廉价无序宽谱广角减反结构的制作方法中，所述金属胶体为溶度为10%~90%wt%的金属墨水。

优选的，在上述的廉价无序宽谱广角减反结构的制作方法中，所述金属胶体薄膜的厚度为20nm~1000nm。

优选的，在所述的廉价无序宽谱广角减反结构的制作方法中，根据光学和光电子器件的要求，其上金属纳米结构掩膜可以去除或者不去除。

本申请实施例还公开了一种廉价无序宽谱广角减反结构，包括基底材料、以及形成于所述基底材料上且具有无序纳米结构的减反层，所述减反层上分布有金属纳米结构。该金属纳米结构优选形成于无序纳米结构的顶端。具有无序纳米结构的减反层在应用于太阳能电池等光电子器件时，其还可以起到钝化层作用。