抗反射涂层

裸硅具有超过 30% 的高表面反射率。通过制绒和在表面涂上抗反射涂层 (ARC) 可以减少反射1。太阳能电池上的抗反射涂层与相机镜头等其他光学设备上使用的抗反射涂层类似。它们由一层薄薄的介电材料组成，其厚度经过专门选择，涂层中的干涉效应会导致从抗反射涂层顶层反射的波与从半导体表面反射的波异相。这些异相反射波相互破坏性干扰，导致净反射能量为零。除了抗反射涂层之外，当水面上的薄薄一层油产生彩虹般的色带时，也经常会遇到干涉效应。

使用四分之一波长抗反射涂层来抵消表面反射。

选择抗反射涂层的厚度，使得介电材料中的波长是入射波波长的四分之一。假设某透明材料折射率为 n₁ ，抗反射涂层厚度为四分之一波长，对于自由空间波长 λ₀ 入射到涂层上的光，其最小反射厚度 d₁ 计算如下：

如果抗反射涂层的折射率是两侧材料（即玻璃或空气和半导体）折射率的几何平均值，则反射会进一步最小化。可以表达为：

对于从法向入射的光反射，我们定义了一系列参数：r₁、r₂ 和 θ。周围环境折射率为n₀，ARC的折射率为n₁，厚度为t₁，硅的折射率为n₂。

对于基板上的单层 ARC，反射率为：

Single Layer Anti-Reflection Coating (ARC)

该图显示了单层抗反射涂层在硅材料的效果。使用滑块调整图层的折射率和厚度。为简单起见，该模拟假设硅的折射率恒定为 3.5。实际上，硅和涂层的折射率是波长的函数。

虽然对于给定的涂层厚度、折射率和波长，使用上面的方程可以将反射减少到零，但折射率取决于波长，因此零反射仅发生在单个波长处。对于光伏应用，选择折射率和厚度是为了最大限度地减少 0.6 µm 波长光的反射。选择该波长是因为它最接近太阳光谱的峰值功率。

对于具有和不具有典型抗反射涂层的硅太阳能电池，其表面反射比较。

• 1. G. Bauer, “Absolutwerte der optischen Absorptionskonstanten von Alkalihalogenidkristallen im Gebiet ihrer ultravioletten Eigenfrequenzen”, Annalen der Physik, vol. 411, no. 4, pp. 434 - 464, 1934.