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Simulation of anti-reflecting dielectric films by the interference matrix method
Optical Materials ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1016/j.optmat.2020.109782
R.L. Politanskyi , M.V. Vistak , G.I. Barylo , A.S. Andrushchak

Abstract In this work, the reflection coefficients of multilayer and gradient dielectric films are simulated. The basis of the conducted researches is the theoretical analysis of reflection coefficients for single and double layer films, which use the criterion of zero reflection coefficients for electromagnetic wave with a given wavelength. The specified length is selected based on the maximum spectral density data of the solar radiation. Numerical calculations were performed on the basis of the interference matrix method. Using this method, the reflection coefficients were calculated for the spectral range of electromagnetic radiation, in which photoelectric conversion of solar cells made of silicon occurs. The dependences of the reflection coefficients on the angle of incidence of the sun's rays are also calculated. Numerical methods were used to determine the average values of the reflection coefficients, taking into account the spectral density of solar radiation. Optimal values of the thicknesses of single and double layer films were found as well as gradient films with the linear law of change of the refractive index of the film material. The optimum values found were compared with the characteristics of the dielectric coatings used in solar power. Both traditional technologies based on CdTe and Cu(In,Ga)Se2 crystals and relatively new technologies based on the use of nanostructured films and porous silicon films have been considered. For these materials, the characteristics of the films are calculated, which provide values of reflection coefficients that are close to optimal values.

中文翻译:

用干涉矩阵法模拟抗反射介质膜

摘要 在这项工作中,对多层和梯度介电薄膜的反射系数进行了模拟。所进行研究的基础是单层和双层膜的反射系数的理论分析,它使用给定波长的电磁波反射系数为零的准则。根据太阳辐射的最大光谱密度数据选择指定的长度。数值计算是在干扰矩阵法的基础上进行的。使用这种方法,计算了电磁辐射光谱范围的反射系数,其中发生了由硅制成的太阳能电池的光电转换。还计算了反射系数对太阳光线入射角的依赖性。考虑到太阳辐射的光谱密度,使用数值方法来确定反射系数的平均值。发现了单层和双层膜厚度的最佳值以及具有薄膜材料折射率线性变化规律的梯度薄膜。找到的最佳值与太阳能中使用的介电涂层的特性进行了比较。已经考虑了基于 CdTe 和 Cu(In,Ga)Se2 晶体的传统技术和基于使用纳米结构薄膜和多孔硅薄膜的相对较新的技术。对于这些材料,计算薄膜的特性,提供接近最佳值的反射系数值。考虑到太阳辐射的光谱密度。发现了单层和双层膜厚度的最佳值以及具有薄膜材料折射率线性变化规律的梯度薄膜。找到的最佳值与太阳能中使用的介电涂层的特性进行了比较。已经考虑了基于 CdTe 和 Cu(In,Ga)Se2 晶体的传统技术和基于使用纳米结构薄膜和多孔硅薄膜的相对较新的技术。对于这些材料,计算薄膜的特性,提供接近最佳值的反射系数值。考虑到太阳辐射的光谱密度。发现了单层和双层膜厚度的最佳值以及具有薄膜材料折射率线性变化规律的梯度薄膜。找到的最佳值与太阳能中使用的介电涂层的特性进行了比较。已经考虑了基于 CdTe 和 Cu(In,Ga)Se2 晶体的传统技术和基于使用纳米结构薄膜和多孔硅薄膜的相对较新的技术。对于这些材料,计算薄膜的特性,提供接近最佳值的反射系数值。发现了单层和双层膜厚度的最佳值以及具有薄膜材料折射率线性变化规律的梯度薄膜。找到的最佳值与太阳能中使用的介电涂层的特性进行了比较。已经考虑了基于 CdTe 和 Cu(In,Ga)Se2 晶体的传统技术和基于使用纳米结构薄膜和多孔硅薄膜的相对较新的技术。对于这些材料,计算薄膜的特性,提供接近最佳值的反射系数值。发现了单层和双层膜厚度的最佳值以及具有薄膜材料折射率线性变化规律的梯度薄膜。找到的最佳值与太阳能中使用的介电涂层的特性进行了比较。已经考虑了基于 CdTe 和 Cu(In,Ga)Se2 晶体的传统技术和基于使用纳米结构薄膜和多孔硅薄膜的相对较新的技术。对于这些材料,计算薄膜的特性,提供接近最佳值的反射系数值。已经考虑了基于 CdTe 和 Cu(In,Ga)Se2 晶体的传统技术和基于使用纳米结构薄膜和多孔硅薄膜的相对较新的技术。对于这些材料,计算薄膜的特性,提供接近最佳值的反射系数值。已经考虑了基于 CdTe 和 Cu(In,Ga)Se2 晶体的传统技术和基于使用纳米结构薄膜和多孔硅薄膜的相对较新的技术。对于这些材料,计算薄膜的特性,提供接近最佳值的反射系数值。
更新日期:2020-04-01
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