[发明专利]一种仿真飞蛾复眼光学减反射结构图案的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用多光束激光干涉技术仿真飞蛾复眼周期性光学减反射结构图案的方法和系统，属于对仿真光学减反射结构图案的改进。

技术背景

蛾眼结构是一种光学减反射结构。1967年，Bernhard发现一种夜行性飞蛾，其眼角膜几乎不产生对红外光的反射，其原理已广泛研究至今[1]。飞蛾复眼由很多单眼组成，这种构造让它们具有非常好的减反射效率。研究人员受蛾眼结构的减反射特性启发，在太阳能电池表面制作出类似蛾眼结构并且周期性分布的阵列结构，可以达到太阳能电池更高的转换效率[2，3]。

目前太阳能电池减反射结构的制作常被采用方法有：(1)碱腐蚀、酸腐蚀、电化学腐蚀方法。虽然工艺简单，但是腐蚀后表面结构的结果带有一定的随机性，腐蚀后与反射率有直接关系的单元尺寸都在一个较大的变化范围之内，要想获得最低的反射率，必须精确控制反应进程，而且反应过程中使用的腐蚀液会对人和环境造成很大污染[3-5]。(2)等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法。用该方法沉积SiNx薄膜用于晶硅基片的减反射膜的制作，但是PECVD沉积非常昂贵。此外，商用化的SiNx薄膜通常是专门针对波长大约600nm减反射的，在包含部分入射太阳能的其它波长范围，反射损失快速增加。另外，对于多层膜而言，由于镀膜材料的限制，其与基体材料不同的化学和物理特性，将导致附着效果、热匹配和膜层稳定性受到影响。

激光干涉纳米制造是当前具备快速、低成本和大面积纳米结构制造优势和潜力的技术之一。激光干涉纳米光刻是利用两束或两束以上的光束相干叠加时，会产生强度周期性调制的光强能量分布，当这种周期调制的光强能量分布与材料相互作用时，可在材料表面制造出纳米结构，衬底可以是平面或曲面。该技术较离子束光刻IBL(ion beam lithography)、电子束光刻EBL(electron beam lithography)和扫描探头光刻SPL(scanning probe lithography)技术而言更适合于批量生产[6-7]。较纳米压印NIL(nano imprint lithography)存在图案形状是随机可调和可在曲面上完成等优势。

因此，本发明提出利用激光干涉技术制备仿真飞蛾复眼周期性光学减反射结构图案的方法和系统，属于对现有光学减反射结构图案实现方法及系统的改进[8]。

参考文献：

1.J.Rao，R.Winfield and L.Keeney，″Moth-eye-structured light-emitting diodes″，Optics Communications，Vol.283，pp.2446-2450，2010.

2.C.Ting，C.Chen and C.P.Chou，“Subwavelength structures for broadband antireflection application”，Optics Communications，Vol.282，pp.434-438，2009.

3.Y.Li，J.Zhang and B.Yang，“Antireflective surfaces based on biomimetic nanopillared arrays”，Nano Today，Vol.5，pp.117-127，2010.

4.S.Chattopadhyay，Y.F.Huang，Y.J.Jen，A.Ganguly，K.H.Chen and L.C.Chen，“Anti-reflecting and photonic nanostructures”，Materials Science and Engineering R，Vol.69，pp 1-35，2010.

5.B.Liu and W.Yeh，“Antireflective surface fabricated from colloidal silica nanoparticles”，Colloids and Surfaces A：Physicochemical and Engineering Aspects，Vol.356，pp 145-149，2010.