[发明专利]紧密排布的复合二氧化硅纳米球阵列结构及仿蛾眼减反结构和制备方法

摘要

本发明公开了一种紧密排布的复合SiO2纳米球阵列结构及仿蛾眼减反结构和制备方法，通过实心、空心SiO2纳米球组装紧密排布的复合纳米球阵列结构，然后在此阵列结构上，组装实心SiO2纳米球，制备出高透过率的SiO2纳米球仿蛾眼减反结构。该减反结构在可见光波段具有高透过率且入射光角度依赖小。SiO2纳米球仿蛾眼减反结构在光伏电池、平板显示器等光电设备中具有很高的应用价值。

主权项

1.一种紧密排布的复合SiO₂纳米球阵列结构的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：SiO₂空心球溶胶的制备将聚丙烯酸溶于氨水中形成均一分散的溶液，在磁力搅拌下，逐滴加入无水乙醇中，然后将正硅酸四乙酯TEOS分5次等量加入上述溶液中，每次间隔1小时，在室温下搅拌10小时，制得SiO₂空心纳米球溶胶；其中，聚丙烯酸、氨水、无水乙醇、正硅酸四乙酯的摩尔比为(0.6～2)×10^‑4:0.13:6.7×10^‑3:2.58；所述聚丙烯酸为PAA，平均分子量为3000；所述氨水以NH₃计，为14.8mol·L^‑1；步骤2：SiO₂实心球溶胶的制备将TEOS、去离子水、氨水和无水乙醇按摩尔比为0.1:3～6:0.5:45的比例混合，在45℃温度下搅拌3小时，制得SiO₂实心纳米球溶胶；步骤3：实心/空心复合SiO₂纳米球溶胶的制备将SiO₂空心球溶胶按体积比加入SiO₂实心球溶胶中搅拌形成分散溶胶，将混合溶胶在80℃水浴中搅拌，通过溶剂蒸发将体积浓缩至原来的一半，其中，SiO₂空心球溶胶的体积比为5～95％，制得实心/空心复合SiO₂纳米球溶胶；步骤4：紧密排布的复合SiO₂纳米球阵列结构的制备将基底交替在邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯PDDA和聚苯乙烯磺酸钠PSS溶液中浸渍2分钟，每次浸渍后用去离子水洗涤2分钟，氮气吹干，重复3次，最后一层为PDDA，氮气吹干后制得镀有均匀(PDDA/PSS)₃PDDA聚电解质结构层的基底；将前述处理过的基底放置在实心/空心复合SiO₂纳米球溶胶中，浸渍2～40分钟后，以2500～4500μm·s^‑1速度垂直提拉基底，在450℃下煅烧90分钟后制得所述紧密排布的复合SiO₂纳米球阵列结构；其中，所述PDDA和PSS溶液的质量分数为2wt％，基底为石英或普通玻璃。