近年来,受生物仿生启发,硅基亚波长抗反射结构膜由于具有渐变折射率、良好的全方向、宽波段光吸收等优点,在太阳能电池、光电转换等方面具有重要的应用,成为近年来研究热点之一。但是到目前为止,由于亚波长抗反射膜的特殊结构,无法通过菲涅尔反射定律,建立微结构尺寸同反射光波长、强度的定量关系,其内在机理还需进一步探究,定量关系的缺失,使得该技术无法得到广泛的商业应用。
台州学院Li Zhigang团队和特拉华大学Wei Binqing教授团队合作,在硅六角柱状纳米抗反射阵列中,国际上首次发现可通过微结构尺寸,定量调控阵列光吸收(或反射)峰位及强度的新效应——双四分之一波长共振效应。基于该效应,不仅可以通过微结构尺寸定量调控光吸收的峰位,而且还可以通过尺寸间的比例关系定量调控光吸收的强度(可从400-2000 nm大波段范围内实现最佳光吸收99%以上)。此外,该阵列在光吸收和抗反射方面还具有良好的角度无关性。该定量关系的发现,将有力的促进亚波长抗反射膜在光电转换、光电探测、光学增透膜等光电器件方面的应用。
Zhigang Li, Shangshen Feng, Yanping Liu, Jinlian Hu, Caifen Wang, and Bingqing Wei, Enhanced Tunable Light Absorption in Nanostructured Si Arrays Based on Double-Quarter-Wavelength Resonance. Advanced Optical Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adom.201900845.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adom.201900845