قام فريق المختبر الوطني لورانس بقيادة فريق من قبل أنا هسبانسكي بوضع مبادئ توجيهية لبديل للطلاء المضادة للانعكاس على الأجهزة البصرية مثل الخلايا الشمسية والنظارات والكاميرات، من خلال هندسة أسطحها مع طبقات من الهياكل الهرمية الصغرى ونانومتر طول. الائتمان: لورانس ليفرمور المختبر الوطني

عندما يتعلق الأمر بالخلايا الشمسية، وأقل من ذلك، كلما كانت أسطحها تعكس أشعة الشمس، يمكن توليد المزيد من الطاقة. إصلاح نموذجي لمشكلة انعكاسية هو طلاء مضادة للانعكاس، ولكن هذا قد لا يكون دائما أفضل حل، اعتمادا على التطبيق.

لورانس مختبر وطني (لينل) وقد وضعت الباحثين مع المبادئ التوجيهية لبديل للطلاء المضادة للانعكاس على الأجهزة البصرية مثل الخلايا الشمسية والنظارات والكاميرات، والعثور على أن انعكاس البصريات السيليكون يمكن أن تخفض إلى أقل من 1 في المئة عن طريق الهندسة أسطحها مع طبقات من الهياكل الهرمية الصغرى و نانومتر طول.

فريق من الباحثين لينل، بقيادة المهندس الكيميائي آنا هيزبانسكي و أوك سانتا كروز طالب الدراسات العليا خوان دياز ليون، وصف المعلمات في ورقة حديثة نشرت من قبل مجلة المواد البصرية المتقدمة. والتكنولوجيا لها جذورها في الطبيعة، ومحاكاة الهياكل الهرمية وجدت في العين من العثة، والسماح لهم لاستيعاب المزيد من الضوء وأفضل التنقل في الظلام.

وقال هيزبانسكي، الذي أجرى التجارب وكان مؤلفا مشاركا في الورقة على الورقة: \"إنه نهج مختلف مضاد للانعكاس\". \"لم يتم وضع قواعد التصميم لهذه الهياكل الهرمية المضادة للانعكاس بوضوح في هذه المقاييس الحجم. أنا آمل أن تمكن الآخرين من تصميم بسرعة أكبر وتصنيع الهياكل المثلى مع خصائص مضادة للانعكاس التي يحتاجها تطبيقها \".

يمكن أن يكون انعكاس الأسطح تحديا كبيرا في مجال البصريات، وفقا لدياز ليون، الذي أجرى المحاكاة الحاسوبية. تستخدم عادة طبقة واحدة من الطلاءات المضادة للانعكاس لمواجهتها باستخدام التداخل المدمر للقضاء على الانعكاسات لنطاق ضيق فقط من أطوال الموجة وزوايا النظر. ومع ذلك، عند الحاجة إلى تقليل الانعكاسية عبر أطوال موجية متعددة وزوايا عرض، هناك حاجة إلى نهج مختلفة.

في الدراسة، وجدت المجموعة أن متوسط ​​نصف كروي أو انعكاس الكلي من السيليكون يمكن أن تصل إلى 38 في المئة، ولكن إذا تم هندسة الهياكل الهرمية على نطاق الصغير فقط في السيليكون، كما هو شائع في الخلايا الشمسية، والانعكاس ينخفض ​​إلى حوالي 11 في المئة. ومع ذلك، من خلال تكديس الصفائف الصغيرة والصغيرة الحجم على أعلى الهياكل أكبر، ويمكن تخفيض الانعكاسية الإجمالية إلى أقل من 1٪ و 2 في المئة بغض النظر عن زاوية الضوء واردة.

وقال هيزبانسكي أنه إذا كانت الخلايا الشمسية يمكن تركيبها لجمع المزيد من الضوء في جميع الزوايا، فلن يكون من الضروري تعقبها مع موقع الشمس في السماء، ومن المحتمل أن تكون أكثر كفاءة في تحويل الطاقة. عندما تستخدم في النظارات، يمكن للهياكل الهرمية القضاء على انعكاسية وهج دون إنتاج تأثير اللون الأخضر أو ​​الأرجواني أن الطلاء الزجاجية المضادة للانعكاس الحالي لها. سوف تكون الكاميرات قادرة على التقاط الصور في ضوء أقل. ويمكن أيضا أن تترجم التكنولوجيا إلى التلسكوبات والبصريات الانعراج.

يستخدم دياز ليون حزمة الموجة البصريات لمحاكاة سلوك هياكل العين العثة، والجمع بينهما بطريقة هرمية. أدرك الباحثون تواتر الهياكل (تكرار) تعديل خصائصها المضادة للانعكاس، لذلك كانوا محاكاة الهياكل مع حجم مماثل ولكن قدم أبيريوديسيتي لفهم أفضل لهذا التأثير.

\"مع هذه المحاكاة، كنا قادرين على التوصل إلى مجموعة من قواعد التصميم للجمع بين مختلف هياكل العين العثة هرمي لحاجة محددة في خصائص مضادة للانعكاس\"، وقال دياز ليون. \"وجدنا أنه من خلال الجمع بين هياكل العثة من مختلف الأحجام، يمكنك ليس فقط تقليل الانعكاسات في منطقة الطول الموجي التي من المفترض أن تعمل (بعد قاعدة معروفة سابقا من الإبهام)، ولكن يمكنك أيضا زيادة خفض الانعكاسات في طول موجة معين نطاق.\"

على وجه التحديد، قال دياز ليون، باستخدام الطيف الشمسي كهدف، علم الباحثون أن الهياكل الهرمية العادية على نطاق الصغير تقلل إلى حد كبير انعكاس المرآة - انعكاس مثل مرآة وجدت في الأسطح المصقولة - في حين أن الهياكل الصغيرة نانومتر على نطاق والحد من الانعكاس منتشر ، الذي يتألف من انعكاسات قادمة من زوايا مختلفة عن زاوية الانعكاس المرآزية الرئيسية. من خلال الجمع بين اثنين من الهياكل المختلفة مع أحجام متنوعة، يمكن للباحثين تقليل انتقائي براق والانعكاسات منتشر. كما تعلموا أنه في حين أن الانعكاس الكلي للهياكل الدورية و أبيريوديك متشابه، فإن أبيريوديسيتي يقلل الانعكاس المرآوي ويزيد الانعكاس المنتشر، وهو مفيد عند محاولة تقليل انعكاس معين (مرآوي أو منتشر) اعتمادا على التطبيق النهائي.

هيسبانسكي ملفقة العينات في لنل باستخدام جميع قناع أقل والرطب النقش (الكيميائية) التقنيات، مما يجعل عملية قابلة للتحجيم بسهولة إلى مناطق واسعة. طرق التصنيع هي فريدة من نوعها للسيليكون، ولكن الباحثين يبحثون لنقلها إلى البلاستيك والزجاج. أنها تخطط للتعاون مع أوك بيركلي لجعل الخلايا الشمسية ومحاولة لتحسين الكفاءة، فضلا عن ترجمة الأساليب إلى ركائز مرنة مع الاستخدام المحتمل في النظارات.

مصدر: فيز

لمزيد من المعلومات، يرجى زيارة موقعنا على الانترنت: http://www.semiconductorwafers.net ،

ترسل لنا البريد الإلكتروني في angel.ye@powerwaywafer.com أو powerwaymaterial@gmail.com .