Nghiên cứu và chế tạo màng chống phản xạ bằng vật liệu Si3Nx SiOx dùng cho pin năng lượng mặt trời : Luận văn ThS. Vật liệu và Linh kiện Nanô (Chuyên ngành đào tạo thí điểm)

iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU Chương Tổng quan pin mặt trời đơn tinh thể 1.1 Pin mặt trời tiếp xúc p-n 1.2 Cấu trúc vật liệu tạo tế bào quang điện lớp tiếp xúc p-n 1.2.1 Cấu trúc mạng cấu trúc vùng lượng 1.2.2 Sự hấp thụ photon 1.2.3 Vật liệu bán dẫn c-Si loại i, n p 1.2.4 Sự thất thoát hạt tải tái hợp 1.2.5 Tiếp xúc p-n 10 1.3 Nguyên lý họat động 14 1.3.1 Dòng quang điện 14 1.3.1 Đặc tuyến J-V 16 Chương Vật lý lắng đọng hóa học plasma tăng cường 19 2.1 Tổng quan plasma 19 2.2 Phóng điện phát quang khơng cân 20 2.3 Cấu trúc buồng plasma sử dụng 21 2.4 Mô hình phản ứng chất sử dụng tạo màng 21 Chương Tính tốn quang học 24 3.1 Tổng quan sóng ánh sáng 24 3.1.1 Sóng điện từ tự 24 3.1.2 Hiện tượng phân cực 26 3.1.3 Cường độ ánh sáng phân cực 27 3.1.4 Phổ xạ mặt trời 28 3.2 Xây dựng ma trận truyền cho hệ quang học 30 3.2.1 Hệ số phản xạ truyền qua 30 3.2.2 Công thức Fresnel 31 3.2.3 Tương tác sóng phẳng với mơi trường 33 3.2.4 Sự phản xạ sóng phân cực thẳng 35 3.2.5 Tính tốn với hệ màng đa lớp 37 Chương Màng đơn lớp oxit silic 43 4.1 Thực nghiệm màng oxit silic 43 4.1.1 Thiết bị sử dụng 43 v 4.1.2 Chiết suất màng phụ thuộc điều kiện plasma 43 4.2 Tối ưu hóa chống phản xạ 48 4.2.1 Tính tốn 48 4.2.2 So sánh phương pháp 49 4.2.3 Tính toán tối ưu 53 Chương Màng hai lớp chống phản xạ cho pin mặt trời 59 5.1 Lựa chọn chiết suất tính tốn tối ưu 59 5.1.1 Tính tốn tối ưu 59 5.1.2 Số liệu thực nghiệm 62 5.2 Đánh giá so sánh 62 5.2.1 Đánh giá 62 5.2.2 Sự dịch chuyển đáy phổ 63 5.2.3 So sánh độ phản xạ tính tốn loại màng 65 Kết luận hướng phát triển 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 73 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT PECVD plasma enhance chemical vapour deposition, lắng đọng hóa học plasma tăng cường ARC anti reflection coating, màng chống phản xạ AM 1.5 Air mass 1.5, phổ mật độ lượng mặt trời xiên góc qua bề dày khí gấp 1,5 lần so với phương thẳng đứng c-Si mono crystal silicon, silic cấu trúc đơn tinh thể vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng : Năng lượng liên kết lắng đọng SiOx Ny:H [14] 22 Bảng 2: Bề dày tốc độ phủ màng SiOx nhiệt độ đế 3000C, áp suất buồng 1000mTorr, công suất RF 20W, thời gian phủ phút 44 Bảng 3: Bề dày tốc độ phủ màng SiOx điều kiện nhiệt độ đế 3000C, công suất RF 20W, tỉ lệ N2O/SiH4 35, thời gian phủ phút 46 Bảng 4: Báo cáo màng chống phản xạ hai lớp 62 Bảng 5: Qui ước kí hiệu bề dày màng so sánh 65 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1-1: Mật độ lượng xạ mặt trời trung bình ngày Việt Nam[11] Hình 1-2: Cấu trúc tế bào quang điện (solar cell) tiếp xúc p-n Hình 1-3: (a) Cấu trúc mạng lập phương tâm mặt Si, số mạng a0  0,543nm , ba vector sở a1 , a2 , a3 mô tả ô nguyên thủy.(b) Cấu trúc vùng dẫn bán dẫn c-Si [9] Hình 1-4: Hệ số hấp thụ chiều dài hấp thụ bán dẫn c-Si[13] Hình 1-5: Nồng độ hạt tải, mật độ trạng thái, hàm phân bố Fermi-Dirac trạng thái cân bằng.a) Bán dẫn i.b) Bán dẫn loại n.c) Bán dẫn loại p 1) Các mức lượng, 2) Mật độ trạng thái, 3) Phân bố Fermi-Dirac, 4) Mật độ hạt tải vùng lượng Hình 1-6: Các chế tái hợp.a) vùng-vùng b) Auger c) khuyết tật[10] Hình 1-7: Tiếp xúc p-n trạng thái cân nhiệt[1] 11 Hình 1-8: Biểu đồ vùng lượng tiếp xúc p-n cân nhiệt [1] 12 Hình 1-9: Biểu đồ vùng lượng a) thiên áp ngược, b) thiên áp thuận [1] 13 Hình 1-10: Dòng hạt tải tế bào quang điện điều kiện a) Chiếu sáng hở mạch, b) Chiếu sáng ngắn mạch[13] 14 Hình 1-11: Sự thu hạt tải cho dòng quang điện [10] 15 Hình 1-12: Giá trị tính tốn xác suất thu hạt tải phụ thuộc a) độ dài khuyếch tán b)tốc độ tái hợp bề mặt, L p độ dài khuyếch tán hạt thiểu số, S tốc độ tái hợp hạt tải bề mặt[13] 16 Hình 1-13: Đặc tuyến J-V tế bào quang điện lý tưởng 17 Hình 1-14: Xác định công suất cực đại 18 Hình 2-1: Mơ hình lắng đọng hóa học buồng điện cực song song[19] 19 Hình 2-2: Oxford instrument – Plasmalab80plus 21 Hình 2-3: Mơ hình lắng đọng tạo màng 22 Hình 3-1: Mơ tả tốn học sóng vơ hướng dao động điều hịa tuần hồn theo thời gian khơng gian (Code Code 2) 24 Hình 3-2: Sóng điện từ tự 25 Hình 3-3 : Hai cách mơ tả tốn học sóng phẳng phù hợp với dạng thực 26 Hình 3-4: Sóng phân cực coi chồng chập hai sóng phân cực có phương phân cực vng góc với E0 x  E0 y Tương ứng với độ lệch pha hai thành phần ta có sóng phân cực khác nhau[9] 27 Hình 3-5: Phổ mật độ lượng xạ từ mặt trời [7] 29 Hình 3-6 : Sóng tương tác với bề mặt [17] 30 Hình 3-7: Sóng ánh sáng tương tác với mặt tiếp giáp 31 Hình 3-8: Khi phần ảo chiết suất khác khơng, sóng tắt dần vào mơi trường có hấp thụ 34 Hình 3-9: Sự phản xạ sóng phân cực TM TE với góc tới khác từ khơng khí vào kính 35 Hình 3-10: Sự phản xạ sóng phân cực TM TE tương ứng với góc tới khác từ kính khơng khí Có xuất hiện tượng phản xạ toàn phần với hai sóng 36 Hình 3-11: Mơi trường khúc xạ có hấp thụ 37 Hình 3-12: Qui ước kí hiệu sử dụng tính tốn 38 ix Hình 3-13 : Hình mơ tả sóng theo chiều âm (backward ) chiều dương (forward ) mặt tiếp giáp (interface) va sau qua quãng đường d (Chú ý rằng, sóng số phức).(a) : Xây dựng ma trận truyền qua mặt tiếp giáp (b) : Xây dựng ma trận truyền qua bề dày 39 Hình 3-14: Tính tốn độ lệch pha hai sóng hai bề mặt mặt tiếp giáp tọa độ z 41 Hình 4-1: Các mẫu phủ khảo sát điều kiện tỉ lệ khí tiền chất chênh lệch lớn 44 Hình 4-2: Chiết suất thay đổi theo tỉ lệ khí N2O:SiH4 điều kiện nhiệt độ đế 3000C, áp suất buồng 1000mTorr, công suất RF 20W 45 Hình 4-3: Khi tăng tỉ lệ khí tiền chất N2O:SiH4 chiết suất có xu hướng giảm, điều kiện nhiệt độ đế 3000C, áp suất buồng 1000mTorr, công suất RF 20W 45 Hình 4-4: Tốc độ phủ thay đổi theo điều kiện áp suất buồng 46 Hình 4-5: Chiết suất màng SiOx thay đổi theo điều kiện áp suất buồng 47 Hình 4-6: Chiết suất có xu hướng giảm áp suất buồng tăng 47 Hình 4-7: Sóng tới xiên góc phản xạ truyền nhiều lần mặt tiếp giáp màng đơn lớp 49 Hình 4-8: Xét phản xạ lại lần bề dày màng Tìm độ lệch pha hai sóng phản xạ mặt tiếp giáp với môi trường tới màng biểu diễn qua thành phần pha tương ứng bề dày 50 Hình 4-9: Phổ hệ số phản xạ phổ phản xạ màng SiN – PECVD đế c-Si bề dày ¼ sóng 600nm 75.5 nm với phổ xạ chiếu tới Globaltilt tính cho trường hợp chiếu vng góc Đồ thị “He so R” tính theo phương pháp số, “Type Crys” lấy theo cơng thức [10] 53 Hình 4-10: Phổ hệ số phản xạ phổ phản xạ màng SiN – Pecvd đế c-Si bề dày ¼ sóng 500nm 54 Hình 4-11: So sánh phổ Reflection % mẫu SiO2pres12 bề dày 343,92nm 55 Hình 4-12: Kết tính tốn hệ số phản xạ hàm bề dày bước sóng 56 Hình 4-13: Hệ số phản xạ lấy theo tồn bước sóng tương ứng với bề dày xác định màng chống phản xạ SiNx, số photon phản xạ cực tiểu 9% ứng với bề dày 80nm ứng với phổ AM 1.5 Global 57 Hình 4-14: Sự phản xạ bước sóng tối ưu bề dày màng SiO2 cho việc chống phản xạ 58 Hình 4-15: Sự phản xạ bước sóng tối ưu ARC bề dày màng SiO2 58 Hình 5-1: Chiết suất vật liệu sử dụng tạo màng chống phản xạ 59 Hình 5-2: Tỉ lệ photon phản xạ lại với phổ chiếu tới AM 1.5 Global theo bề dày khác (d1 bề dầy lớp SiOx, d2 bề dầy lớp SiNx) 60 Hình 5-3: Bề dày tối ưu d_SiO: 84 nm, d_SiN: 64 nm, tỉ lệ số photon phản xạ lại 6.95% 61 Hình 5-4: Phổ phản xạ tính tốn ứng với Bề dày tối ưu d_SiO: 84 nm, d_SiN: 64 nm 61 Hình 5-5 : Phổ hệ số phản xạ R% Khi ý tới chiết suất c-Si phức đường tính tốn có khác R% = 8.23 62 Hình 5-6: Phổ hệ số phản xạ R% Khi ý tới chiết suất c-Si phức đường tính tốn có khác R% = 8.38 63 Hình 5-7: Sự dịch chuyển đáy phổ hệ số phản xạ R 64 Hình 5-8: Dịch chuyển đáy phổ hệ số phản xạ R vị trí bước sóng 600nm 64 Hình 5-9: Trường hợp chiếu vng góc Hệ số phản xạ ứng với bề dày khác hai màng xét tới hấp thụ Silicon Khơng có khác biệt nhiều với ¼ sóng kết hợp với bề dày tối ưu trường hợp màng 65 MỞ ĐẦU Trong thành phần cấu tạo nên tế bào quang điện (pin mặt trời), màng chống phản xạ phủ bề mặt tế bào quang điện đóng vai trò hạn chế phản xạ lại ánh sáng tới Do đó, ánh sáng phản xạ lại từ bề mặt phía tiếp xúc p-n (chuyển tiếp p-n (xem 1.2.5)) tăng cường Dẫn đến, tế bào quang điện sản sinh dịng quang điện lớn hơn, hay hiệu suất chuyển hoán lượng lớn (xem 1.3.1 1.3.2) Màng chống phản xạ sử dụng vật liệu SiNx SiOx chế tạo từ máy PECVD PlasmaLab 80plus tạo thành hai lớp màng phủ bên đế Silic đơn tinh thể Khi ta phủ màng SiOx chiết suất thấp màng SiNx phía bên ta có tăng cường phản xạ lại từ bề mặt phía tiếp xúc p-n Đặc biệt góc tới (góc hợp với phương pháp tuyến bề mặt) đủ lớn ta có tượng phản xạ tồn phần, chống phản xạ lại mơi trường tới (khơng khí) xảy tốt ( mục 3.2.4), ánh sáng phản xạ lại từ bề mặt phía tiếp xúc p-n tăng cường điều mà ta mong muốn Tuy nhiên, ta quay bề mặt tế bào quang điện ánh sáng thay đổi phương tới Mặt khác ánh sáng tới ánh sáng tự nhiên, đề tài ta coi kết hợp hai sóng phân cực s p (xem 3.1 3.1.4 ,3.2.2), góc tới tia sáng từ khơng khí lớn góc khúc xạ phản xạ mặt tiếp giáp (Hình 4-7) lớn mà ta cần quan tâm lượng ánh sáng phản xạ lại từ bề mặt tới tiếp xúc p-n (xem cơng thức (3.7), (3.8),(3.14),(3.20)) Do đó, hệ số phản xạ (công thức (3.20)) giá trị cần quan tâm cực tiểu hóa, giá trị nhỏ ứng với trường hợp phản xạ lại từ môi trường chiết suất cao tới chiết suất thấp ứng với góc tới khơng Như thế, trường hợp chiếu vng góc chọn để khảo sát tính tốn tìm thơng số phù hợp cho màng chống phản xạ Tương ứng với điều kiện Plasma khác ta nhận màng có chiết suất khác nhau, trình bày mục 4.1 Nhận thấy phản xạ màng đơn lớp, trường hợp đề tài hai lớp thay đổi phức tạp chiết suất bề dày thay đổi Nếu ta sử dụng hai chiết suất cố định tương ứng với hai màng, bề dày mẫu ta kiểm sốt từ q trình phủ màng trình bày phần thực nghiệm mục 4.1 số bước thực nghiệm lên tới 10000 phép thử bề dày màng khảo sát chênh lệch 10nm bề dày lớn 1000nm Như việc tính tốn dự đốn phản xạ để tìm thơng số tối ưu bề dày chiết suất định hướng thực nghiệm cần thiết Do phổ mật độ lượng (mục 3.1.4) có giá trị lượng tới bước sóng khác khác nhau, nên đại lượng cần cực tiểu hóa hệ số phản xạ tổng hợp trình bày mục 4.2 Trong trình thực hiện, nhận thấy chiết suất màng đại lượng ảnh hưởng quan trọng tới giá trị cực tiểu phản xạ Sự truyền qua phản xạ tính tốn ứng với mơ hình màng phẳng tuyệt đối (do tính tốn coi bề dày điểm), màng môi trường đồng đẳng hướng, sóng ánh sáng sóng phân cực thẳng phân cực s phân cực p Yếu tố quan trọng phương pháp tính tốn hệ số phản xạ biên độ Fresnel, từ ta có hệ số phản xạ tương ứng ứng với lượng phản xạ lại Chương Tổng quan pin mặt trời đơn tinh thể 1.1 Pin mặt trời tiếp xúc p-n Năng lượng xạ mặt trời nguồn lượng coi vơ tận Hiện có nhiều phương pháp sử dụng lượng cho ứng dụng nguồn nhiệt nguồn điện Về mặt điện năng, nguồn lượng giải pháp khả thi cho bổ sung cho nhu cầu điện phục vụ gia đình , chiếu sáng công cộng, vùng sâu xa hải đảo vốn sản xuất chủ đạo từ lượng hóa thạch thủy điện gần cạn kiệt gây ô nhiễm môi trường Việt Nam quốc giá có vị trí địa lý phù hợp để phát triển nguồn lượng với thời gian chiếu sáng 1800-2100 năm tỉnh phía Bắc 2000-2600 với tỉnh phía Nam [11] Số liệu mật độ lượng mặt trời chiếu tới địa phương từ khu vực phía Bắc tới Nam Hình 1-1 Mật độ lượng (kWh/m2 /ngày) 6.6 6.5 5.5 5.2 5.1 4.3 4.5 3.5 5.9 5.8 6.5 6.4 6.3 5.7 4.9 5.7 5.1 5.2 4.8 4.6 4.5 4.3 4.2 Hà Nội Đà Nẵng 3.5 TP Hồ Chí Minh 3.1 2.5 2.5 Hình 1-1: Mật độ lượng xạ mặt trời trung bình ngày Việt Nam[11] Năng lượng ánh sáng mặt trời chuyển hóa trực tiếp thành điện pin mặt trời Thành phần quan trọng pin mặt trời tế bào quang điện (solar cell) Có nhiều loại tế bào quang điện, tạo từ đế (wafer) Silicon đơn tinh thể đa tinh thể pin mặt trời màng mỏng ( sử dụng silic vơ định hình, CdTe, GaAs, CIS), pin mặt trời silicon ribbons[12] Pin mặt trời tạo từ đế silicon phổ biến độ bền vật liệu bán dẫn này, vật liệu sử dụng nhiều công nghiệp điện tử nên tạo nguồn cung cấp có tính kinh tế Trong loại đế silic, đế tế bào quang điện silic đơn tinh thể sử dụng phổ biến, đế cắt từ silic tạo từ phương pháp mọc Czochralski (Cz) Floatzone (Fz) pha tạp trình mọc mầm để tạo thành đế loại n loại p.Khi chất pha tạp Boron tạo vật liệu đế bán dẫn loại p Từ loại đế này, người ta tạo thành tế bào quang điện nhiều cách khác Trong số tế bào quang điện có lớp tiếp xúc hai bán dẫn loại p bán dẫn loại n có cấu trúc tinh thể Cấu trúc tế bào quang điện lớp tiếp xúc p-n tiêu biểu mơ tả Hình 1-2 Hình 1-2: Cấu trúc tế bào quang điện (solar cell) tiếp xúc p-n Để tạo thành tế bào quang điện từ loại đế này, ta có bước sau : (1) làm bề mặt hóa chất (như HR, acetone), (2) khắc ăn mịn bề mặt (texture) dung dịch KOH để tạo kim tự tháp giảm phản xạ, (3) khuyếch tán Photpho nhiệt độ cao lên mặt đế để hình thành tiếp xúc p-n, tiếp xúc đóng vai trị quan trọng việc thu hạt tải dư tế bào hấp thụ photon để tạo dòng điện, (4) phủ lớp chống phản xạ (ARC) Khi ta có tế bào quang điện lớp tiếp xúc p-n,(5) để sử dụng ta phủ tiếp xúc kim loại lên mặt trước (thường bạc Ag) mặt sau (thường nhôm Al) tế bào quang điện để nối với tế bào quang điện khách tạo thành pin mặt trời nối với tải tiêu thụ Để có tế bào quang điện, lớp tiếp xúc p-n đóng vai trị tế bào quang điện Nhưng để có nhiều hạt tải dư nhận từ hấp thụ photon ánh sáng hay nâng cao hiệu suất chuyển hoán tế bào quang điện, người ta đưa nhiều cấu trúc pin khác dựa cấu thành tiếp xúc p-n hạn chế thất thoát hạt tải điện trở, tái hợp hạt tải bề mặt tích tế bào quang điện, thất quang học Mục đích luận văn “NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG CHỐNG PHẢN XẠ BẰNG VẬT LIỆU SiNx SiOx DÙNG CHO PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI” sử dụng hai vật liệu silic nitrit (silicon nitride) oxit silic (silicon dioxide) chế tạo phương pháp phủ hóa học tăng cường plasma (PECVD) với bề dày tối ưu chống phản xạ để giảm thất thoát quang học dẫn đến nâng cao hiệu suất chuyển hoán tổng hợp pin 1.2 Cấu trúc vật liệu tạo tế bào quang điện lớp tiếp xúc p-n 1.2.1 Cấu trúc mạng cấu trúc vùng lượng Silic chất bán dẫn nguyên tố thuộc nhóm IV bảng tuần hoàn Mendeleev, nguyên tố phổ biến thứ hai sau Oxi, nguyên tử silic liên kết với tạo thành Hình 1-3: (a) Cấu trúc mạng lập phương tâm mặt Si, số mạng a0  0,543nm , ba vector sở a1 , a2 , a3 mô tả ô nguyên thủy.(b) Cấu trúc vùng dẫn bán dẫn c-Si [9] mạng tinh thể có kiểu cấu trúc mạng kim cương với ô sở dạng lập phương tâm mặt Silic đơn tinh thể (c-Si) có ứng suất Young 133-188 GPa, độ dẫn nhiệt 149W m1.K 1 nên bền mặt học Khi nguyên tử silic xếp lại với thành mạng tinh thể mức lượng gián đoạn khã dĩ electron chúng xen phủ với tạo thành vùng lượng khã dĩ electron mạng tinh thể Trong không gian lượng – vector sóng electron E-k, cấu trúc vùng lượng vật liệu khối bán dẫn c-Si cấu trúc vùng cấm xiên, vị trí tương ứng vector sóng k đáy vùng dẫn Ec đỉnh vùng hóa trị EV khác Hình 1-3b Vùng dẫn vùng hóa trị tách biệt phân cách vùng cấm khơng có trạng thái lượng khã dĩ cũa electron chiếm chỗ , với giá trị phụ thuộc vào nhiệt độ  4, 73.104 T  Eg  1,17   eV , nhiệt độ 300K bề rộng vùng cấm silic vào khoảng T  636   1,12eV[2] 1.2.2 Sự hấp thụ photon 1.2.2.1 Sự chuyển mức Sự hấp thụ photon ánh sáng có nhiều chế hấp thụ khác Ta quan tâm tới hấp thụ photon liên quan tới chuyển mức lượng electron vùng lượng cho phép, hấp thụ liên quan tới hình thành hạt tải dư [10] 84 fprintf('He so phan xa') pretty(collect(rtotal)) R=(M2*conj(M2))/(M1*conj(M1)) % He so phan xa ung voi buoc song don sac % Viec su dung dang cong thuc he so phan xa Fresnel tuong ung voi cac % truong hop goc chieu toi khac vao cong thuc rtotal, cung nhu R % cho ta he so phan xa cua mang da lop (multi layer) khac % -Code 5: check_transfermatrix_type2_crys.m dùng để xác định hệ số phản xạ biên độ cho cấu trúc màng đa lớp đơn lớp xét chiết suất phức đế ( mục 4.2.1, 4.2.2, 5.1.1) % test lai cong thuc transfer matrix % So sanh ket qua voi Crystal Silicon Solar cell clear all clc % thong so be day dr = input('nhap vao so layer:'); % so layer toi da la syms d1 d2 real %d= sym('d',[1 dr]); d = [d1 d2]; %thong so he so phan xa Fresnel % Du lieu ta su dung la chiet suat thuc syms r1 r2 r3 real% r3 la he so phan xa tai substrate r =[r1 r2 r3] ;% r=sym('r',[1 dr+1]); % thong so he so truyen qua Fresnel for k=1:dr+1 t(k) = + r(k); % he so truyen qua end % thong so chiet suat cac layer khong va substrate syms n1 n2 n3 n =[n1 n2 n3 ];%n = sym('n',[1 dr+1]); n0 = sym('n0','real'); %% % dang : voi song TE % r(ij)=(ni*cos(theta(i)-nj*cos(theta(j)))/(ni*cos(theta(i)nj*cos(theta(j))) rnormal(1)= (n0-n(1))/(n0+n(1)); for k=2:dr+1 rnormal(k)= (n(k-1)-n(k))/(n(k-1)+n(k)); % tu layer ben tren n(k-1) toi layer ben duoi n(k) end fprintf('He so fresnel r ung voi truong hop normal incident:\n'); fprintf('Ung voi tung interface tu ngoai khong vao :') u = rnormal.'; Mnormal(:,1) = r; Mnormal(:,2) = u; Mnormal % xuat bang cong thuc tinh he so r Fresnel %% % Tinh phan pha : syms lambda real for k=1:dr% chi xet toi moi truong thu dr 85 delta_layer(k) = (2*pi*d(k).*n(k))./lambda; end fprintf('thanh phan pha truong hop normal incident:'); fprintf('Ung voi tung layer tu ngoai khong vao :') delta_layer.' %% Mtlayer = eye(2,2); syms delta1 delta2 real delta = [delta1 delta2]; for k=1:dr Mp = [exp(i*delta(k)) 0;0 exp(-i*delta(k))];% transfer matrix cho layer % Cong thuc tren la theo qui tac viet tai lieu cua minh viet Mf = t(k)*[1 r(k);r(k) 1];% transfer matrix cho interface : Mn= Mf*Mp; Mtlayer = Mtlayer*Mn; end Ms = t(dr+1)*[1 r(dr+1);r(dr+1) 1]; % transfer matrix cho subtrate: Mtotal=Mtlayer*Ms; M1= Mtotal(1,1) M2= Mtotal(2,1) rtotal=M2/M1 fprintf('He so phan xa') pretty(collect(rtotal)) R=(M2*conj(M2))/(M1*conj(M1)) pretty(collect(simplify(R))) %% Nhap du lieu chiet suat de so sanh voi tai lieu Crystal Si Solar cell fprintf('tao vector buoc song :'); % Khoi tao mang lambda(buoc song) tinh chiet suat while 1> nhonhat=input('Nhap vao khoang khao sat Buoc song nho nhat (>280nm) :'); lonnhat=input('Nhap vao khoang khao sat Buoc song lon nhat :'); delta_lambda=input('Nhap vao khoang khao sat Buoc nhay cua buoc song:'); if lonnhat > delta_lambda break else disp('Nhap sai nhap lai -') end end lambda=[nhonhat:delta_lambda:lonnhat]; clear nhonhat lonnhat fprintf('Dai luong xac dinh khoang lay noi suy ') bc_lambda = delta_lambda/2 % Lay chiet suat subtrate : load data_Si % bien : lambda_Si & n_Si [l_Si,ntam_Si]=noisuy(lambda,bc_lambda,lambda_Si,n_Si); lambda_Si=l_Si; n_Si= ntam_Si; clear ntam_Si l_Si % Lay chiet suat chiet suat : load data_SiN % bien : lambda_SiN & n_SiN [l_SiN,ntam_SiN]=noisuy(lambda,bc_lambda,lambda_SiN,n_SiN); lambda_SiN=l_SiN; n_SiN= ntam_SiN; clear ntam_SiN l_SiN % Lay chiet suat chiet suat : load data_SiO % bien : lambda_SiO, n_SiO [l_SiO,ntam_SiO]=noisuy(lambda,bc_lambda,lambda_SiO,n_SiO); 86 lambda_SiO=l_SiO; n_SiO= ntam_SiO; clear ntam_SiO l_SiO % Tao vector n0 chiet suat khong : n0 = ones(1,length(lambda)); % loc chiet suat theo mau tieu chuan : vector lambda n2 = locchunglambda(lambda,lambda_Si,n_Si); % chiet suat substrate n1 = locchunglambda(lambda,lambda_SiN,n_SiN);% chiet suat chiet suat % n1 = locchunglambda(lambda,lambda_SiO,n_SiO);% chiet suat chiet suat % nguyen nhan c?a dong tren la : ta tinh lai tu code R_2layer.m clear lambda_SiO n_SiO lambda_SiN n_SiN lambda_Si n_Si % xoa di de tranh nham lan % Tao data spectral irradiance :SI(lambda) duoc loc load dataSI % filter SI [SI_lambda,SI_E]=noisuy(lambda,bc_lambda,WvlgthNm,GlobalTiltW0x2Am0x2D20x 2Anm0x2D1); SI=locchunglambda(lambda,SI_lambda,SI_E); % don vi(unit) : Global tilt W*m-2*nm-1 % SI la nang luong AM 1.5 duoc lay theo lambda tieu chuan % Tao d_lambda d_lambda = delta_lambda; % Tao E(photon_lambda) h = 6.626*10^(-34); c =2.998*10^8; Ephoton= (h*c*10^9)./lambda; % lambda tinh theo nanomet %% Tim be day mang tuong ung quarter wavelenght bsongnhap = input('Nhap buoc song khao sat:') a = find(lambda == bsongnhap); fprintf('Chiet suat SiN tai buoc song tren:') n1(a) fprintf('Quarter wavelenght ung voi buoc song :') (bsongnhap/4)/n1(a) %% Tinh he so phan xa theo cac buoc song & phan xa tuong ung voi spectrial irradiance t?i be day mang xac dinh % dkien = 1; fprintf('Khao sat tai be day xac dinh :'); %while dkien == d1 = input('Nhap be day layer 1:'); delta1 =(2*pi*d1*n1)./lambda;% phan goc R r1 = (n0 incident.Song TM r2 = (n1 incident.Song TM n1)./(n0 + n1);% he so Fresnel ung voi truong hop normal hoac TE deu dung n2)./(n1 + n2);% he so Fresnel ung voi truong hop normal hoac TE deu dung M1 = exp(delta1*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r1.*r2.*(1./exp(delta1*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1); M2 = r1.*exp(delta1.*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r2.*(1./exp(delta1.*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1); Rsource=(abs(M2./M1)).^2;% he so phan xa theo lambda Rflux =((Rsource.*SI).*d_lambda)./Ephoton;% so photon phan xa lai tuong ung voi lambda ( tuong ung voi spectral irradiance chieu toi) photoflux = (SI.*d_lambda)./Ephoton; % so luong photon toi theo lambda 87 fprintf('Ti le photon phan xa lai:'); sum(Rflux)/sum(photoflux)% ti le so photon phan xa lai tren so photon toi (tren don vi dien tich va don vi thoi gian) % theo Crystal Silicon solar cell RtypeCrys =(r1.^2+r2.^2+2*r1.*r2.*cos(2*delta1))./(1+r1.^2.*r2.^2+2*r1.*r2.*cos(2*del ta1)); % theo tai lieu nhu tren subplot(1,2,1) plot(lambda,Rsource*100,lambda,RtypeCrys*100) title('he so phan xa theo dai buoc song tai be day xac dinh') legend('He so R','type Crys') xlabel('wavelength') ylabel('Reflection %') text(lambda(60),20,'PP numberic cho cung ket qua cong thuc Crystal Solar cell') grid on subplot(1,2,2) plot(lambda,Rflux,'r.',lambda,photoflux,'b.'); title('pho phan xa theo dai buoc song tai be day xac dinh') legend('Reflection flux','Incident flux','He so R') xlabel('wavelength') ylabel('Reflection %') grid on %% figure subplot(1,2,1) plot(lambda,Rsource*100) title('he so phan xa theo dai buoc song tai be day xac dinh') legend('He so R') xlabel('wavelength') ylabel('Reflection %') text(lambda(60),20,'PP numberic ') grid on subplot(1,2,2) plot(lambda,RtypeCrys*100) title('he so phan xa theo dai buoc song tai be day xac dinh') legend('type Crys') xlabel('wavelength') ylabel('Reflection %') text(lambda(60),20,'ket qua cong thuc Crystal Solar cell') grid on %dkien = input('Khao sat nua thi nhap :'); % end % -Code 6: Hàm locchunglambda.m dùng để lọc chiết suất, mật độ lượng có giá trị bước sóng lambda nguồn liệu không giá trị mảng lambda (mục 5.1.1,4.2.3 ) % % % % % Ham lay tuong ung theo vector lambda mau chuan Su dung chiet suat (n,lambda) cua cac chat khong co chung dai lambda bien dau vao: vector lambda mau; chiet suat can loc & lambda tuong ung voi no 88 % bien dau : vector chiet suat filtered tuong ung voi vector lambda tieu % chuan function chietsuat=locchunglambda(lambda,lambda_mau,rfindex) %lambda : buoc song dau vao lam tieu chuan loc %lambda_mau : vector buoc song cua mau can loc %rfindex : chiet suat tuong ung buoc song tren lambda; % mau so sanh de doi chieu phep loc cho giong mau chuan g=1; for k=1:length(lambda) for t=1:length(lambda_mau) if (abs(lambda(k)- lambda_mau(t)) buoc song tuong ung la % : lambda_gap = (1.24/1.1242)*10^3 (nm) 89 clear all clc %% phan xa SiO12pres tham khao fprintf('Co muon so sanh voi du lieu thuc nghiem ?! \n Mau SiO2pres12 \n') fprintf('Neu muon thi khoang buoc song khao sat :450-850nm,\n tai be day:343.96 nm \n Vat lieu SiO2 \n') hienthithamkhao = input('Dong y hien thi mau tham khao nhap 1:') load reflectionSiO12 % cho bien buocsong va phanxa %% fprintf('tao vector buoc song :\n'); % Khoi tao mang lambda(buoc song) tinh chiet suat while 1> nhonhat=input('Nhap vao khoang khao sat Buoc song nho nhat (>280nm) :'); lonnhat=input('Nhap vao khoang khao sat Buoc song lon nhat :'); delta_lambda=input('Nhap vao khoang khao sat Buoc nhay cua buoc song:'); if lonnhat > delta_lambda break else disp('Nhap sai nhap lai -') end end lambda=[nhonhat:delta_lambda:lonnhat]; clear nhonhat lonnhat fprintf('Dai luong xac dinh khoang lay noi suy ') bc_lambda = delta_lambda/2 %% % Lay chiet suat subtrate : load data_Si % bien : lambda_Si & n_Si [l_Si,ntam_Si]=noisuy(lambda,bc_lambda,lambda_Si,n_Si); lambda_Si=l_Si; n_Si= ntam_Si; clear ntam_Si l_Si %% Chon vat lieu tao mang : SiN hay SiO while 1>0 fprintf('Chon vat lieu tao mang \n Nhap neu chon vat lieu SiN \n Nhap neu chon vat lieu SiO \n'); chonlua = input('Nhap so chon lua vat lieu:'); if chonlua >=3 | chonlua min_d=input('Nhap vao khoang be day d1 khao sat be day d1 nho nhat :'); max_d=input('Nhap vao khoang be day d1 khao sat be day d1 lon nhat :'); delta_d1=input('Buoc nhay cua be day d1:'); if max_d> delta_d1 break else disp('Nhap sai nhap lai -') end end d1=[min_d:delta_d1:max_d];% vector be day d1 bay gio khong la gia tri const % Ket thuc tao vector be day d1 [D1,LAMBDA]=meshgrid(d1,lambda); % Tao luoi cho bien tuong ung % % % % % He so phan xa tai be day d1 tuong ung voi cac Rsource=(abs(M2./M1)).^2;% he so phan xa theo phan d1 nam tron M1 va M2 tai delta1: delta1 =(2*pi*d1*n1)./lambda;% phan goc toi day : d1 la vector nen delta1 cung la gia tri lambda la : lambda R vector % dung vong lap for de tinh R(d) for k=1:length(d1) delta1 =(2*pi*d1(k)*n1)./lambda;% phan goc R r1 = (n0 incident.Song TM r2 = (n1 incident.Song TM n1)./(n0 + n1);% he so Fresnel ung voi truong hop normal hoac TE deu dung n2)./(n1 + n2);% he so Fresnel ung voi truong hop normal hoac TE deu dung M1 = exp(delta1*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r1.*r2.*(1./exp(delta1*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1); 92 M2 = r1.*exp(delta1.*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r2.*(1./exp(delta1.*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1); Rsource=(abs(M2./M1)).^2;% he so phan xa theo lambda Rtotal1(:,k) = Rsource; end figure subplot1= subplot(1,2,1) mesh(D1,LAMBDA,Rtotal1); xlabel('thickness (nm)') ylabel('wavelenght (nm)') zlabel('Reflection') colorbar('peer',subplot1); axis tight title('He so phan xa tuong ung buoc song va be day')% chua xet toi spectral irradiance %% % toi uu hoa be day for b=1:length(d1) % vector co phan tu la tich cac phan tu vector theo lambda Rtol1 =(Rtotal1(:,b)'.*SI*d_lambda)./Ephoton; Rtol2 = (SI.*d_lambda)./Ephoton; % phan tu vi tri b cua Rtol(b)la tich phan Rtol1 Rtol(b)=sum(Rtol1)/sum(Rtol2); Rtol1test =(Rtotal1(:,b)'.*d_lambda)./Ephoton; Rtol2test = (d_lambda)./Ephoton; % phan tu vi tri b cua Rtol(b)la tich phan Rtol1 Rtoltest(b)=sum(Rtol1test)/sum(Rtol2test); end % ket thuc tao vector Rtol subplot(1,2,2) plot(d1,Rtol,d1,Rtoltest) % Ve Rtol theo cac thickness khac title('R tong hop theo tat ca buoc song va xet spectral irradiance'); xlabel('thickness (nm)') ylabel('Combine reflective coefficience') legend('xet SI','ko xet SI') min_phanxath = min(Rtol); % cuc tieu he so phan xa tong hop ung voi be day vtri_minphanxa = find(Rtol == min_phanxath); S= sprintf('min:%0.2f tai %.2f nm',Rtol(vtri_minphanxa),d1(vtri_minphanxa)) text(d1(vtri_minphanxa),Rtol(vtri_minphanxa),S) grid on % - Code 9: R_2layer_type2.m Dùng để xác định hệ số phản xạ R, phổ phản xạ ứng với trường hợp hai màng có bề dày xác định xét với khoảng bề dày quan tâm, xác định dịch chuyển đáy phổ R% (mục 5.1.1, mục 5.2.2) % Tinh he so phan xa voi truong hop layer % Theo normal incident light beam % su dung file: check_transfermatrix_type2.m de xac dinh cong thuc tinh % % Nang luong vung cam cua Silicon : Eg= 1.1242 eV -> buoc song tuong ung la % : lambda_gap = (1.24/1.1242)*10^3 (nm)= 1.1030e+003 (nm) % He so fresnel r ung voi truong hop normal incident:Ung voi tung interface % tu ngoai khong vao : 93 % % % % [ r1, [ r2, [ r3, chiet (n0 - n1)/(n0 + n1)] (n1 - n2)/(n1 + n2)] (n2 - n3)/(n2 + n3)] suat c-Si la phuc % phan pha truong hop normal incident:Ung voi tung layer tu ngoai khong vao : % Tinh he so phan xa voi truong hop layer % Theo normal incident light beam % su dung file: check_transfermatrix_type2.m de xac dinh cong thuc tinh % % Nang luong vung cam cua Silicon : Eg= 1.1242 eV -> buoc song tuong ung la % : lambda_gap = (1.24/1.1242)*10^3 (nm)= 1.1030e+003 (nm) % He so fresnel r ung voi truong hop normal incident:Ung voi tung interface % tu ngoai khong vao : % % % % [ r1, [ r2, [ r3, chiet (n0 - n1)/(n0 + n1)] (n1 - n2)/(n1 + n2)] (n2 - n3)/(n2 + n3)] suat c-Si la phuc % phan pha truong hop normal incident:Ung voi tung layer tu ngoai khong vao : % delta1 = (2*pi*d1*n1)/lambda % ung voi layer chiet suat n1 be day d1 % delta2 = (2*pi*d2*n2)/lambda % ung voi layer chiet suat n2 be day d2 % Cong thuc R(lambda) : (abs(M2/M1))^2 Voi % M1 =(r3 + 1)*(exp(delta1*i)*exp(delta2*i)*(r1 + 1)*(r2 + 1) + r1*r2*(1/exp(delta1*i))*exp(delta2*i)*(r1 + 1)*(r2 + 1)) + r3*(r3 + 1)*(r1*(1/exp(delta1*i))*(1/exp(delta2*i))*(r1 + 1)*(r2 + 1) + r2*exp(delta1*i)*(1/exp(delta2*i))*(r1 + 1)*(r2 + 1)) % M2 =(r3 + 1)*(r1*exp(delta1*i)*exp(delta2*i)*(r1 + 1)*(r2 + 1) + r2*(1/exp(delta1*i))*exp(delta2*i)*(r1 + 1)*(r2 + 1)) + r3*(r3 + 1)*((1/exp(delta1*i))*(1/exp(delta2*i))*(r1 + 1)*(r2 + 1) + r1*r2*exp(delta1*i)*(1/exp(delta2*i))*(r1 + 1)*(r2 + 1)) clear all clc load dataSI % load spectral irradiance plot(WvlgthNm,GlobalTiltW0x2Am0x2D20x2Anm0x2D1,WvlgthNm,EtrW0x2Am0x2D20x2An m0x2D1,WvlgthNm,Direct0x2BcircumsolarW0x2Am0x2D20x2Anm0x2D1) title('Pho spcestrial irradiance') legend('Globaltilt','Etr','Direct') xlabel('Wavelenght (nm)') ylabel('Spectrial irradiance W*m-2*nm-1') grid on %% Khoi tao mang lambda(buoc song) de lam tieu chuan tinh toan fprintf('tao vector buoc song :'); lambdaspecmin = min(WvlgthNm); while 1> nhonhat=input('Nhap vao khoang khao sat Buoc song nho nhat :'); lonnhat=input('Nhap vao khoang khao sat Buoc song lon nhat :'); delta_lambda=input('Nhap vao khoang khao sat Buoc nhay cua buoc song:'); if lonnhat < delta_lambda disp('Buoc nhay qua lon -') elseif lonnhat < nhonhat 94 disp('Can tren cua buoc song lua chon khong hop ly.') % De bao dam so thong ke hop ly voi mat nang luong toi( spectrial irradiance ) % thi buoc song nho nhat duoc su dung lam tieu chuan theo dieu kien sau: elseif nhonhat < WvlgthNm sprintf('Sai.Buoc song nho hon buoc song cua spectrial irradiance%.2f:',lambdaspecmin) else break end end lambda=[nhonhat:delta_lambda:lonnhat]; clear nhonhat lonnhat fprintf('Dai luong xac dinh khoang lay noi suy ') bc_lambda = delta_lambda/2 %% Nhap du lieu su dung cho tinh toan % Lay chiet suat subtrate : load data_Si_2 % cho ta bien : lambda_cSi & n_Si [l_Si,ntam_Si]=noisuy(lambda,bc_lambda,lambda_cSi,n_cSi); lambda_cSi=l_Si; n_cSi= ntam_Si; clear ntam_Si l_Si % Lay chiet suat chiet suat : load data_SiN % cho ta bien : lambda_SiN & n_SiN [l_SiN,ntam_SiN]=noisuy(lambda,bc_lambda,lambda_SiN,n_SiN); lambda_SiN=l_SiN; n_SiN= ntam_SiN; clear ntam_SiN l_SiN % Lay chiet suat chiet suat : load data_SiO % cho ta bien : lambda_SiO, n_SiO [l_SiO,ntam_SiO]=noisuy(lambda,bc_lambda,lambda_SiO,n_SiO); lambda_SiO=l_SiO; n_SiO= ntam_SiO; clear ntam_SiO l_SiO %% filter spectrial irradiance tuong ung vector lambda tieu chuan Cho ra: SI fprintf('Chon loai buc xa \n Nhap voi Global \n Nhap voi Etr \n Nhap voi Direct \n') chonpho = input('Nhap vao su chon lua spectrial irradiance o tren :') if chonpho == [SI_lambda,SI_E]=noisuy(lambda,bc_lambda,WvlgthNm,GlobalTiltW0x2Am0x2D20x2A nm0x2D1); SI=locchunglambda(lambda,SI_lambda,SI_E); elseif chonpho == [SI_lambda,SI_E]=noisuy(lambda,bc_lambda,WvlgthNm,EtrW0x2Am0x2D20x2Anm0x2D1 ); SI=locchunglambda(lambda,SI_lambda,SI_E); elseif chonpho == 95 [SI_lambda,SI_E]=noisuy(lambda,bc_lambda,WvlgthNm,Direct0x2BcircumsolarW0x2 Am0x2D20x2Anm0x2D1); SI=locchunglambda(lambda,SI_lambda,SI_E); end % don vi(unit) : Global tilt W*m-2*nm-1 % SI la nang luong AM 1.5 duoc lay theo lambda tieu chuan % Tao d_lambda d_lambda = delta_lambda;% su dung cho viec tinh tich phan tim he so phan xa tong hop % Tao E(photon_lambda) h = 6.626*10^(-34); % (Joule.s) c =2.998*10^8; %(m/s) Ephoton= (h*c*10^9)./lambda; % (Joule) so 10^9 la lambda tinh theo nanomet %% Tao vector n0 chiet suat khong : n0 = ones(1,length(lambda)); % loc chiet suat theo mau tieu chuan : vector lambda n3 = locchunglambda(lambda,lambda_cSi,n_cSi); % chiet suat substrate n2 = locchunglambda(lambda,lambda_SiN,n_SiN);% chiet suat chiet suat n1 = locchunglambda(lambda,lambda_SiO,n_SiO);% chiet suat chiet suat clear lambda_SiO n_SiO lambda_SiN n_SiN lambda_cSi n_cSi % xoa di de tranh nham lan figure plot(lambda,n3,lambda,n1,lambda,n2) legend('n3-Si','n1-SiO','n2-SiN') grid on title('Chiet suat') %% Tinh toan R % Bi gio muon plot graph 3D : x_axis = d1 , y_axis= d2 % R o tren la data ham theo lambda roi % Can nhap vao la khoang be day d1 : d1=linspace(0,1000,100) % Khoi tao mang vector d1 tinh chiet suat while 1> nhonhat=input('Nhap vao khoang be day d1 khao sat be day d1 nho nhat :'); lonnhat=input('Nhap vao khoang be day d1 khao sat be day d1 lon nhat :'); delta_d1=input('Buoc nhay cua be day d1:'); if lonnhat > delta_d1 break else disp('Nhap sai nhap lai -') end end d1=[nhonhat:delta_d1:lonnhat];% vector be day d1 bay gio khong la gia tri const while 1> nhonhat=input('Nhap vao khoang be day d2 khao sat be day d2 nho nhat :'); lonnhat=input('Nhap vao khoang be day d2 khao sat be day d2 lon nhat :'); delta_d2=input('Buoc nhay cua be day d1:'); if lonnhat > delta_d2 break else disp('Nhap sai nhap lai -') end end d2=[nhonhat:delta_d2:lonnhat]; % Ket thuc tao vector be day d1 96 % Ta da vector lambda % Tao meshgrid de ve 3D [D1,D2]=meshgrid(d1,d2); % Tao luoi cho bien tuong ung % D1 duoc tao tu su tinh tien theo hang (row) Chi so cot matrix D1 tuong % ung chi so tuong ung cua d1 % D2 duoc tao tu su tinh tien theo cot (row) Chi so hang matrix D2 tuong % ung chi so tuong ung cua d2 % Nhung ta can "he so phan xa toan phan" can cu tren photo flux % tichphan( (R(lambda)*SI*d_lambda)/E(photon_lambda)))/tichphan(SI*d_lambda/E(photon_la mbda)) % chu y : lambda tinh theo nanomet % chu y : SI tinh theo W*m^(-2)*nm^(-1) Do Watt = J/s nen de mat thu % nguyen nang luong E(photon_lamda) co thu nguyen J % hang so Plank : h= 6.626*10^(-34) [J.s] % van toc anh sang chan khong : c = 2.998*10^8 [m/s] % E(photon_lamda) = h*c/lambda lambda duoc tinh theo don vi met % tichphan( (R(lambda)*SI*d_lambda)/E(photon_lambda)))/tichphan(SI*d_lambda/E(photon_la mbda)) % R(lambda) lay tu R_mesh(lambda,d1) tai gia tri d1(j) xac dinh, chay theo % lambda % d_lambda lay tu delta_lambda % nho rang : R_mesh(d2,d1) % SI(lambda) khong co cung kich thuoc R_mesh(:,d(j)) can loc lai cho tuong % ung buoc song lambda tieu chuan % de loc SI(lambda) ta dung ham locchunglambda.m Mac du ham dung de % loc chiet suat theo buoc song can theo buoc song tieu chuan, nhung o % truong hop ta coi chiet suat tuong ung nang luong ( ve mat thuat % toan), ta van thu duoc nang luong tuong ung % E(photon_lambda) lay tu vector lambda r1 = (n0 - n1)./(n0 + incident.Song TM hoac r2 = (n1 - n2)./(n1 + incident.Song TM hoac r3 = (n2 - n3)./(n2 + incident.Song TM hoac n1);% he so Fresnel ung voi truong hop normal TE deu dung n2);% he so Fresnel ung voi truong hop normal TE deu dung n3);% he so Fresnel ung voi truong hop normal TE deu dung % Tinh R tong hop length = length(d1) vi tinh theo be day d1 % dung vong lap for de tinh R(d1,d2)theo toan bo lambda for k=1:length(d1) delta1 =(2*pi*d1(k)*n1)./lambda;% phan goc R for b=1:length(d2) delta2 =(2*pi*d2(b)*n2)./lambda;% phan goc R % cac gia tri r da duoc tinh o tren M1_temp =(r3 + 1).*(exp(delta1.*i).*exp(delta2.*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r1.*r2.*(1./exp(delta1.*i)).*exp(delta2.*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1)) + r3.*(r3 + 1).*(r1.*(1./exp(delta1.*i)).*(1./exp(delta2.*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r2.*exp(delta1.*i).*(1./exp(delta2.*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1)); M2_temp =(r3 + 1).*(r1.*exp(delta1.*i).*exp(delta2.*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r2.*(1./exp(delta1.*i)).*exp(delta2.*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1)) 97 + r3.*(r3 + 1).*((1./exp(delta1.*i)).*(1./exp(delta2.*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r1.*r2.*exp(delta1.*i).*(1./exp(delta2.*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1)); % M1_temp = r3.*(r1.*exp(delta1*i).*exp(delta2*i) + r2.*(1./exp(delta1*i)).*exp(delta2*i)) + (1./exp(delta1*i)).*(1./exp(delta2*i)) + r1.*r2.*exp(delta1*i).*(1./exp(delta2*i)); % M2_temp = r3.*(exp(delta1*i).*exp(delta2*i) + r1.*r2.*(1./exp(delta1*i)).*exp(delta2*i)) + r1.*(1./exp(delta1*i)).*(1./exp(delta2*i)) + r2.*exp(delta1*i).*(1./exp(delta2*i)); R_temp=(abs(M2_temp./M1_temp)).^2; % vector R(lambda) tai gia tri d1,d2 xac dinh R_tempmin = min(R_temp);% gia tri nho nhat vector R(lambda) tai gia tri d1,d2 xac dinh vtriday = find(R_temp == R_tempmin);% vi tri phan tu R_temp nho nhat daypho(b,k) = lambda(vtriday);% gia tri lamda tai day R_temp Rtol1 =(R_temp.*SI*d_lambda)./Ephoton; % bieu thuc dau tich phan tu Chay theo lambda Ko có chuyen vi o day vi minh lay tu R_temp la vector, ko phai R_mesh nhu o file truoc Rtol2 = (SI.*d_lambda)./Ephoton;% bieu thuc dau tich phan mau Chay theo lambda Rtol(b,k)=sum(Rtol1)/sum(Rtol2);% he so phan xa tong hop tai d1 d2 xac dinh d1 truc X, d2 truc Y k % b % hien thi xem vong lap co chay khong % R_mesh(b,k)= sum(R_temp);% y nghia tich phan theo toan bo lambda % R_mesh(d2,d1) k theo column, b theo row end end %% Ve hinh % Pho Photon flux (ti le dong photon phan xa lai) figure1=figure % Create axes axes1 = axes('Parent',figure1); view(axes1,[90 -90]); grid(axes1,'on'); hold(axes1,'all'); % subplot(1,2,2) mesh(D1,D2,Rtol);% (D1,D2)tao mat phang (X,Y) % Ve Rtol theo cac thickness khac title('R tong hop theo tat ca buoc song va xet spectral irradiance'); xlabel('thickness d1 (nm)') ylabel('thickness d2 (nm)') colorbar('peer',axes1); hold on contour(D1,D2,Rtol,10)% duong dong muc hold off print -djpeg -r500 Rtotalflux % luu hinh ket qua figure2=figure % Create axes axes2 = axes('Parent',figure2); view(axes2,[90 -90]); grid(axes2,'on'); hold(axes2,'all'); % subplot(1,2,2) mesh(D1,D2,daypho);% (D1,D2)tao mat phang (X,Y) % Ve Rtol theo cac thickness khac title('Su dich chuyen cua day he so phan xa R'); xlabel('thickness d1 (nm)') ylabel('thickness d2 (nm)') zlabel('Vi tri day pho'); 98 colorbar('peer',axes2); hold on contour(D1,D2,daypho,10)% duong dong muc hold off print -djpeg -r500 dayphoR % luu hinh ket qua %% Khao sat truong hop rieng (nhieu lan khao sat) dkien = 1; fprintf('Khao sat tai be day xac dinh :'); while dkien == d1 = input('Nhap be day layer 1:'); d2 = input('Nhap be day layer 2:'); delta1 =(2*pi*d1*n1)./lambda;% phan goc R delta2 =(2*pi*d2*n2)./lambda;% phan goc R r1 = (n0 - n1)./(n0 + n1);% he so Fresnel ung voi truong hop normal incident.Song TM hoac TE deu dung r2 = (n1 - n2)./(n1 + n2);% he so Fresnel ung voi truong hop normal incident.Song TM hoac TE deu dung r3 = (n2 - n3)./(n2 + n3);% he so Fresnel ung voi truong hop normal incident.Song TM hoac TE deu dung M1 =(r3 + 1).*(exp(delta1.*i).*exp(delta2.*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r1.*r2.*(1./exp(delta1.*i)).*exp(delta2.*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1)) + r3.*(r3 + 1).*(r1.*(1./exp(delta1.*i)).*(1./exp(delta2.*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r2.*exp(delta1.*i).*(1./exp(delta2.*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1)); M2 =(r3 + 1).*(r1.*exp(delta1.*i).*exp(delta2.*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r2.*(1./exp(delta1.*i)).*exp(delta2.*i).*(r1 + 1).*(r2 + 1)) + r3.*(r3 + 1).*((1./exp(delta1.*i)).*(1./exp(delta2.*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1) + r1.*r2.*exp(delta1.*i).*(1./exp(delta2.*i)).*(r1 + 1).*(r2 + 1)); Rsource=(abs(M2./M1)).^2;% he so phan xa theo lambda Rflux =(Rsource.*SI)./Ephoton; photoflux = SI./Ephoton; % so luong photon toi theo lambda fprintf('Ti le photon phan xa lai:'); photonR= sum(Rflux)/sum(photoflux) % R(d1=const,d2=const,lambda) figure %subplot(1,2,1) plot(lambda,Rflux,'r.-',lambda,photoflux,'b.-'); title('Pho phan xa theo dai buoc song tai be day xac dinh') legend('Reflection flux','Incident flux','He so R') xlabel('wavelength (nm)') ylabel('Reflection (photon)') grid on %subplot(1,2,2) figure plot(lambda,Rsource) title('He so phan xa theo dai buoc song tai be day xac dinh') legend('He so R') xlabel('wavelength (nm)') ylabel('Reflection') grid on S= sprintf('Reflection ratio : %.2f',photonR) R_cod =round(length(Rsource)/2); lambda_cod = round(length(lambda)*0.7); text(lambda(lambda_cod),Rsource(R_cod),S) dkien = input('Khao sat nua thi nhap :'); end