V形孔AAO模板的应用
1. PDMS纳米锥抗反射膜的制备
图1. 镀金的图案化PDMS纳米薄膜。
太阳能电池的效率提升一直是研究热点,其中提高太阳光的利用率是主要途径,而减少太阳能电池表面的光反射是重要而有效的手段。2014年,香港科技大学的Zhiyong Fan教授课题组采用锥形孔洞的单通AAO模板制备了具有锥状凸起的PDMS薄膜,将其贴于CdS/CdTe薄膜太阳能电池表面,使起转换效率提高了7%。制备流程如图1所示,他们使用的是纳米压印的铝片,因此AAO模板的孔径和排列比较均匀。所使用的V形孔AAO模板为多步骤扩孔和氧化而得到的。实际上,选择孔径较大孔深较浅的单通AAO薄膜一样可以获得类似的图案化PDMS。为了使PDMS更容易从AAO表面剥离,在涂覆PDMS之前,AAO表镀了一层金。这种锥形表面的PDMS膜由于其三维结构,对入射光具有很好的减反射作用。他们将其简单地贴于太阳能表面后就将太阳能电池的转换效率在原来的基础上提高了7%。而且这种结构具有疏水功能,有利于太阳能电池表面的自清洁。
他们所用的单通AAO模板是通过纳米压印辅助制备,孔间距很大,孔排列长程有序,不过成本很高。所制备的AAO孔间距微米级,比我们的V形孔AAO孔间距大。铸造法原理是一样的,关键是要控制好PDMS,使它能够进入到不同的孔内部。建议先自行查找和阅读所有相关文献和资料之后,对PDMS有个专业的了解之后再进行模板选择和实验设计。
需要注意的是,通过文献调研可以知道,普通的很粘稠的PDMS很难进入到纳米级的AAO孔内部,所以一般应该复制不出纳米结构来。如果想进到孔内,可能需要特殊的PDMS,可以参考一下这一篇参考文献ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 10929−10936。具体工艺还需要客户自己摸索,请知悉。
参考文献:
Adv. Mater. 2014, 26, 2805.
ACS Nano, 2015, 9, 10287.
Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1604720.
J. Phys. Chem. C 2017, 121, 9757.
Nanoscale Research Letters 2013, 8,268.
ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 10929−10936
注意,我们的AAO产品(包括V形孔AAO)孔排列是短程有序,有序区域为微米级,不是像参考文献里那样长程有序,购买前请知悉。
2. 纳米结构增强薄膜光电子器件
传统的薄膜太阳能电池及其它薄膜光电子器件表面均为平整结构,这种结构的光反射率比较高,如果通过引入纳米结构,形成三维纳米级别起伏,将对入射光形成调控,从而增强光吸收,提高薄膜太阳能电池的转换效率以及提高光电子器件对光的响应灵敏度。2016年~2017年,Zhiyong Fan教授课题组使用V形AAO模板,为母版或基底,制备了具有三维纳米结构的柔性薄膜太阳能电池和薄膜光电子器件,如图2和图3所示,发现三维纳米结构可以提高光电子器件的性能。
参考文献:
Nano Energy, 2016, 22, 539
ACS Nano 2017, 11, 5113
注意,我们的AAO产品(包括V形孔AAO)孔排列是短程有序,有序区域为微米级,不是像参考文献里那样长程有序,购买前请知悉。