篇名浅谈各种太阳能板之抗反射层作者胡方立高雄女中高一1.PDFVIP

篇名 ： 淺談各種太陽能板之抗反射層 作者 ： 胡方 。市立高雄女中。高一1 班 指導老師 ： 徐德耀老師 - 1 - 淺談各種太陽能板之抗反射層 壹●前言 太陽光每天源源不絕的照射地球 ，連續四十五億年從不間斷 。把取之不盡、用之 不竭的太陽能轉變成電能是個聰明的點子 ；但是光只要從一介質進入到另一介質 皆會造成反射 。太陽能電池的主要材料──矽的反射率為 36%，也就是入射的能 量有36%的損失 。任何人都希望將能量利用的淋漓盡致，因此能防止光反射回去 的抗反射層就扮演了一個重要的角色 。由於太陽光包含了許多不同波長的電磁 波，且因為地球公轉及自轉造成各種方向的入射光，因此一個理想的抗反射層必 須具備全波長的抗反射特性 ，及大角度入射時仍有良好的抗反射效果 。到底抗反 射層是如何的將反射光減少的 ？此即為筆者想要研究的內容。（註一） 貳●正文 一、不同種類的抗反射層簡介 1、薄膜狀抗反射層 A、 單層抗反射薄膜 如（圖一），當入射光通過抗反射膜表面時 ，有折射及反射（R1 ）產生 ，折射的 光線抵達半導體界面時 ，也會有折射與反射（R2 ）。第二道反射光 R2 比第一道反 射光 R1 多走了兩次抗反射層 ，且R1 和 R2 的光源同為太陽 ，為同調光。設抗反 射膜的光學厚度 （膜折射率與膜厚度之乘積）為d，則R1 R2 的光程差 ＝2d 。 當光程差 2d 等於半個波長的奇數倍時 ，兩道反射光的相位差將為180°，產生破 壞性干涉而互相抵消 ；從能量守恆定律可知 ，既然反射光都被抵銷了 ，穿透到太 λ   陽能電池的光自然就增加了。根據破壞性干涉公式 ，2d ＝ (2n − 1) ，d ＝   2   λ   (2n − 1) 。所以當抗反射膜的光學厚度為波長的四分之一奇數倍時，就可使其   4   波長的光的反射率趨近為零 。一固定薄膜厚度只能對固定波長的光產生效果 ，如 （圖二），不同於此波長的光會有較高的反射率 ；要使太陽光波譜範圍的任何一 道光都形成破壞性干涉 ，則需使用多層的抗反射薄膜 。除了膜的厚度，膜的材質 也是很重要的 ；薄膜的理想折射率N= N si • N air ，此時反射率為零。（註二） （註三）