anna hiszpanskiによるLawrence livermore国立研究所のチームリーダーは、太陽電池、眼鏡およびカメラなどの光学デバイス上の反射防止コーティングの代わりに、階層構造のマイクロおよびナノメートル長さの構造の層を表面に加工することによって、ガイドラインを策定しました。クレジット：ロレンスの肝臓国立研究所

太陽電池になると太陽の光線が反射する表面が少ないほど、より多くのエネルギーが生成されます。反射率の問題に対する典型的な解決策は、反射防止膜であるが、用途に応じて、常に最良の解決策であるとは限らない。

ロレンス・リスモア国立研究所（llnl）の研究者は、太陽電池、眼鏡、カメラなどの光学デバイスの反射防止コーティングの代わりに、シリコン光学部品の反射率をエンジニアリングによってわずか1％それらの表面は、階層的なミクロおよびナノメートルの長さの構造の層を有する。

ケミカルエンジニアアンナhiszpanskiとucサンタクルーズ大学院生ジュアンジアズレオンが率いるllnl研究者のチームは、先進的な光学材料のジャーナルによって出版された最近の論文のパラメータを説明しました。この技術は、その性質上、蛾の目に見られる階層構造を模倣し、より多くの光を吸収し、暗闇の中をよりよくナビゲートできるようにしています。

「これは異なる反射防止アプローチです」と、実験を行い、論文の共著者であったhiszpanskiは語った。これらの階層的な反射防止構造の設計ルールは、これらのサイズスケールで明示的に配置されていない。私は彼らが、アプリケーションによって必要とされる反射防止特性を備えた最適な構造をより迅速に設計して製造できるようになることを期待しています。

コンピュータシミュレーションを実行したディアーズ・レオンによれば、表面からの反射は光学系の大きな課題となる可能性があります。典型的には、狭い帯域の波長および視野角のみの反射を除去するために、弱め合う干渉を使用して、それに対抗するために単一層の反射防止コーティングが使用される。しかしながら、複数の波長および視野角に亘る低減された反射率が所望される場合、異なるアプローチが必要とされる、と彼は述べた。

この研究では、シリコンの平均半球または全反射率は38％にもなることがわかっていますが、太陽電池でよく見られるように、微小スケールのピラミッド構造のみがシリコンに加工された場合、反射率は約11％に低下します。しかし、より大きな構造物の上にマイクロおよびナノサイズのアレイを積み重ねることによって、入射光の角度に関係なく、全反射率を1％から2％の間で小さくすることができる。

太陽電池がテクスチャ加工されてあらゆる角度でより多くの光を集めることができれば、天空の太陽の位置を追跡する必要はなく、潜在的にエネルギーを効率的に変換できる可能性があるという。眼鏡で使用される場合、階層構造は、現在の反射防止ガラスコーティングが有する緑色または紫色の効果を生じさせることなく、反射性およびグレアを排除することができる。カメラは低い光で写真を撮ることができます。この技術は望遠鏡や回折光学系にも変換される可能性があります。

diaz leonは、波の光学パッケージを使用して、蛾の目の構造の挙動をシミュレートし、それらを階層的な方法で組み合わせました。研究者らは、構造の周期性（反復）が反射防止特性を変更したことを認識したので、同様のサイズの構造をシミュレートしたが、この効果をよりよく理解するために非周期性を導入した。

「これらのシミュレーションでは、反射防止特性における特定の必要性のために、異なるモスアイ構造を階層的に組み合わせる一連の設計ルールを思いつくことができました。さまざまなサイズのモスアイ構造を組み合わせることで、動作すると予想される波長領域での反射（従来の経験則に従う）だけでなく、特定の波長での反射をさらに減らすことができることがわかりました範囲。\"

具体的には、太陽スペクトルをターゲットとすることで、規則的な微小錐体構造が、鏡面反射率（研磨された表面に見られる鏡のような反射率）を大幅に減少させることを学んだと、小規模なナノメートル規模の構造は拡散反射これは、主鏡面反射角とは異なる角度から生じる反射からなる。様々なサイズの2つの異なる構造を組み合わせることによって、研究者は鏡面反射および拡散反射を選択的に最小にすることができた。また、周期構造と非周期構造の全体的な反射率は似ていますが、非周期性は鏡面反射率を低下させ、拡散反射率を増加させることを学びました。最終用途に応じて特定の（鏡面反射または拡散反射）

hiszpanskiは、すべてのマスクレスおよびウェットエッチング（化学）技術を使用してサンプルを製造し、プロセスを広範囲に容易に拡張可能にしました。その製造方法はシリコン特有のものですが、研究者はそれらをプラスチックやガラスに移すことを検討しています。彼らは、太陽電池を作り、効率を改善しようとするとともに、ガラスに潜在的に使用される可撓性基板にその方法を変換するために、uc Berkeleyと協力する予定である。

ソース：phys

詳細については、当社のウェブサイトをご覧ください： http://www.semiconductorwafers.net 、

私達にメールを送ってください angel.ye@powerwaywafer.com または powerwaymaterial@gmail.com 。