微納(nà)結構的石墨烯複合薄膜具備有效的光線減反結構,國內外對此早已展開大量的(de)研究,如(rú)何將微納結構(gòu)的薄膜應用於光伏電池是一個具有挑戰性的課題。研究光學薄膜通常以電磁場理論為基(jī)礎,所以減反射薄膜的設計(jì)也必須建立在其理論之上。當(dāng)薄膜塗層中金屬納米粒子的尺(chǐ)寸(cùn)與光波波(bō)長相幹長度等物理尺寸相當或者更小時,晶體周(zhōu)期性的邊(biān)界條件被破壞,這樣其光、電、磁、力學等特(tè)性就會發生顯著變化,產生表麵等(děng)離子體共振偏移等現象。表麵等離子體共(gòng)振(surface plasmon resonance,SPR)是一種存在於金屬納(nà)米結(jié)構中的獨特物理現象。
當入射光以臨界角入(rù)射到含有納米顆粒的石墨烯薄膜表麵時,可引起金屬自由電子的共振,由於共振使電子吸收(shōu)了光能量,從而使反射光在一定角度內大大減弱。1996年(nián),Stuart與Hall等(děng)首先將納米(mǐ)金屬顆(kē)粒應用於太陽能電(diàn)池,他們發現金屬納米島狀薄膜能夠有效地增強(qiáng)薄膜太陽能電池的(de)光吸(xī)收效率,並且不(bú)會增加其載流子複合損失。隨後,Schaadt等將金顆粒沉積(jī)在重(chóng)摻矽片太陽能電池表麵,發現電(diàn)池對500 nm左(zuǒ)右光波的吸收(shōu)增加了80%。因此本研究將分別在石(shí)墨烯薄膜表麵覆蓋TiO2納米顆粒(lì)薄膜塗層(céng)形成(chéng)TiO2/RGO複合薄膜塗層作為電池的減反層,在(zài)石墨(mò)烯薄膜中摻納米銀顆粒形成Ag NPs/RGO複合薄膜塗層作為減反層。