4.2 Tối ưu hóa chống phản xạ
4.2.3 Tính toán tối ưu
Phần trên tao khảo sát với trường hợp một bề dày xác định phản xạ các bước sóng từ 280nm – 1150nm ứng với màng ¼ bước sóng 600 nm ứng với vật liệu SiN tạo ra từ máy PlasmaLab 80plus, nhưng bề dày đó chưa nhận định được là phản xạ lại ít nhất số photon trong khoảng bước sóng ta quan tâm ở trên. Để tìm bề dày có số photon phản xạ lại ít nhất ta sẽ tiến hành khảo sát số photon phản xạ lại theo tất cả các bề dày , ta sử dụng file Code 8: test1layer_type2.m để khảo sát. Phổ mật độ năng lượng mặt trời được dùng ở đây là Globaltilt: AM 1.5 Global (Hình 3-5), màng đơn lớp Silicon Nitride như trên được phủ trên đế c-Si. Chọn lựa khoảng bước sóng như ở phần trên đo vật liệu ta sử dụng và do giới hạn dữ liệu từ phổ mật độ năng lượng ta có. Việc lựa
chọn khoảng bước sóng là bước lấy chuẩn để ta xử lý do chiết suất nhận được từ máy Filmtek và phổ mật độ năng lượng Globaltilt: AM 1.5 không cùng tương ứng bước sóng. Do đó ta sử dụng file Code 6: Hàm locchunglambda.m để giải quyết vấn đề này. Nhưng phổ mật độ năng lượng nhận được rất rời rạc, ta sử dụng file Code 7: Hàm noisuy.m theo phép nội suy tuyến tính không làm biến dạng dáng điệu của đường dữ liệu mà tăng độ mịn theo tiêu chuẫn của vector2 lambda ta nhập vào.
Phần đầu khi chạy chương trình Code 8: test1layer_type2.m là để khảo sát tại một bề dày xác định với vật liệu lựa chọn phủ màng là Silicon nitride hay Silicon dioxide. Chương trình sẽ cho ta biết bề dày ¼ sóng của bước sóng mà ta quan tâm khi ta nhập vào “buoc song khao sat”, ví dụ với vật liệu SiN là 500(nm) thì bề dày ¼ sóng 500nm xuất ra là 62.1272 (nm) và tỉ lệ photon phản xạ lại là 0.1150 hay 11,5% được xác định theo công thức (4.1). ‘Reflection flux’ là số photon phản xạ lại, được giải thích ở công thức (4.1) tương ứng với tử số của công thức. ‘Incident flux’ tương ứng với mẫu số. Kết quả như Hình 4-10. Nhận thấy có sự cực tiểu phản xạ ứng với bước sóng 500nm phù hợp với tính chất của màng ¼ sóng 500nm
Hình 4-10: Phổ hệ số phản xạ và phổ phản xạ màng SiN – Pecvd đế c-Si tại bề dày ¼ sóng 500nm
2 Khái niệm của Malab
Hình 4-11: So sánh phổ Reflection % mẫu SiO2pres12 tại bề dày 343,92nm
Trong quá trình khảo sát ta chọn vật liệu SiO2pres12 để phủ màng trên cùng của lớp ARC ( xem phụ lục) thì khi sử dụng file này cho trường hợp một màng SiO2 trên đế c- Si, ta chọn bước sóng làm tiêu chuẫn 450-850nm để phù hợp với khoảng dữ liệu phổ phản xạ R% từ máy Filmtek tại bề dày xác định 343,92nm. Nhận thấy hai phổ hệ số đồng dạng và gần nhau.
Ta không khảo sát theo cách nhập từng lần bề dày ¼ sóng hay bề dày bất kỳ nào khác vì chọn cực tiểu phản xạ tại một bước sóng cho dù bước sóng đó tương ứng với cực đại năng lượng chiếu tới trong phổ Spectrial irradiance (Hình 3-5). Vì trong khoảng bước sóng có thể hấp thu, ta quan tâm là số photon tạo hạt tải là nhiều nhất hay cực tiểu số photon phản xạ. Tiến hành khảo sát hệ số phản xạ R được xét theo các bước sóng lambda ta tạo làm chuẫn từ phần trước và theo khoảng bề dày 0-1000nm với bước nhảy là 1nm thực hiện ở phần tiếp của code cho kết quả như Hình 4-12 :
Hình 4-12: Kết quả tính toán hệ số phản xạ là hàm của bề dày và bước sóng.
Ta nhận thấy với hầu hết bề dày khảo sát, bước sóng ngắn 280-400nm bị phản xạ lại mạnh hơn so với các bước sóng dài, bề dày càng lớn thì sự phản xạ lại các bước sóng càng nhiều. Hệ số phản xạ R tính toán (RS( ) trong (4.1)) xét tại một bề dày xác định, lấy tích phân theo toàn bộ bước sóng khảo sát tương ứng mật độ năng lượng chiếu tới như nhau với tất cả bước sóng là đồ thị ‘ko xet SI’ ở Hình 4-13, được vẽ ra chỉ để tham khảo sự khác biệt khi không xét sự khác biệt về mật độ năng lượng chiếu tới. Đồ thị ‘xet SI’ tương ứng với đồ thị hàm (4.1), trong code tính toán tìm điểm cực tiểu của đồ thị này, ứng với màng SiN số photon phản xạ cực tiểu là 9% ứng với bề dày 80nm ứng với phổ AM 1.5 Global
Hình 4-13: Hệ số phản xạ lấy theo toàn bộ bước sóng tương ứng với bề dày xác định màng chống phản xạ SiNx, số photon phản xạ cực tiểu là 9% ứng với bề dày 80nm ứng với phổ AM
1.5 Global
Nếu sử dụng vật liệu SiO2 thì bề dày tối ưu ứng với phổ chiếu tới AM 1.5 của trường hợp màng đơn lớp là 110nm theo tính toán này nhưng với độ phản xạ là 15% (Hình 4-14 và Hình 4-15). Cao hơn so với việc sử dụng màng Silicon nitride (cả hai màng đều được tạo từ máy PECVD plasmalab 80plus)
Hình 4-14: Sự phản xạ của các bước sóng và tối ưu bề dày màng SiO2 cho việc chống phản xạ
Hình 4-15: Sự phản xạ của các bước sóng và tối ưu ARC bề dày màng SiO2
Trong Hình 4-15 là trường hợp sử dụng chiết suất đế c-Si dạng phức trong tính toán mô phỏng. Nhận thấy dáng điệu của đồ thị thu được cùng giá trị cực tiểu phản xạ, tuy nhiên có sự phản xạ mạnh hơn tại các bước sóng ngắn.
Chương 5
Màng hai lớp chống phản xạ cho pin mặt trời