高强度宽角度减反射膜的大面积制备及其在太阳能电池中的应用

提高太阳能电池的效率对能源利用具有重要意义。为了阻挡风沙雨雪等外界条件的机械冲击和化学侵蚀,太阳能电池组件外表面一般需要有一个窗口层进行保护。对于柔性太阳能电池,窗口层常采用抗紫外辐照和阻隔性能优异的聚合物透明薄膜。由于窗口层材料的折射率大于空气的折射率,当入射光到达空气/窗口层材料界面时,一部分入射光将会发生反射无法到达电池表面。在窗口层表面构筑纳米锥等三维结构可以在空气和窗口Untitled层表面形成梯度变化的折射率,可以有效抑制界面反射。然而,由于纳米结构具有较低的机械强度,且加工成本较高,在光伏领域的应用中受到限制。

最近,中国科学院上海高等研究院薄膜光电中心李东栋和殷敏研究团队针对这一问题,利用卷对卷压印技术制备了表面具有微米结构的柔性减反射膜。将其与硅基薄膜电池集成后,日发电量提升了5.5%。同时,该薄膜还表现出良好的疏水性能,使电池表面在户外工作中更容易保持清洁。机械性能测试表明,微米结构的减反膜相对于纳米结构具有更高的机械强度,在实际应用中更具潜力,研究者已基于此减反膜搭建了独立光伏发电系统进行长期户外评估。相关结果发表在Advanced Science(DOI: 10.1002/advs.201700079)上。