双层抗反射涂层

通过双层抗反射涂层 (DLARC) 可进一步降低反射率。目前流行的 DLARC 涂层是硫化锌 (ZnS) 与氟化镁 (MgF) 或具有不同折射率的氮化硅层。然而，这对于大多数商业太阳能电池来说通常过于昂贵。

硅片上的双层抗反射膜。这些薄膜通常沉积在经过制绒的基底上以进一步降低反射率。

多层抗反射膜的方程比单层抗反射膜的方程更为复杂 ^[Wang1973]首先我们定义一系列参数：r₁、r₂、r₃、θ₁ 和 θ₂。如上图所示，周围环境的折射率为n₀，下一层的折射率为n₁，厚度为t₁，硅上方层的折射率为n₂，厚度为t₂，硅的折射率为n₃。

$r_{1} = \frac{n_{0} - n_{1}}{n_{0} + n_{1}}$

$r_{2} = \frac{n_{1} - n_{2}}{n_{1} + n_{2}}$

$r_{3} = \frac{n_{2} - n_{3}}{n_{2} + n_{3}}$

$θ_{1} = \frac{2 π n_{1} t_{1}}{λ}$

$θ_{2} = \frac{2 π n_{2} t_{2}}{λ}$

然后根据上述参数，使用以下公式计算反射率：

$R = | r^{2} | = \frac{r_{1}^{2} + r_{2}^{2} + r_{3}^{2} + r_{1}^{2} r_{2}^{2} r_{3}^{2} + 2 r_{1} r_{2} (1 + r_{3}^{2}) \cos 2 θ_{1} + 2 r_{2} r_{3} (1 + r_{1}^{2}) \cos 2 θ_{2} + 2 r_{1} r_{3} \cos 2 (θ_{1} + θ_{2}) + 2 r_{1} r_{2}^{2} r_{3} \cos 2 (θ_{1} - θ_{2})}{1 + r_{1}^{2} r_{2}^{2} + r_{1}^{2} r_{3}^{2} + r_{2}^{2} r_{3}^{2} + 2 r_{1} r_{2} (1 + r_{3}^{2}) \cos 2 θ_{1} + 2 r_{2} r_{3} (1 + r_{1}^{2}) \cos 2 θ + 2 r_{1} r_{3} \cos 2 (θ_{1} + θ_{2}) + 2 r_{1} r_{2}^{2} r_{3} \cos 2 (θ_{1} - θ_{2})}$

下图模拟了双层抗反射涂层。通过调整两层的折射率和厚度，可以产生两个最小值和小于 3% 的总反射率。

10200

显示双层抗反射涂层 (DLARC) 厚度和折射率影响的交互式图表。基板的折射率恒定为 3.5，接近硅。在空气中，将顶层厚度设为 105 nm，折射率 1.4，将底层厚度设为 55 nm，折射率为 2.4，这样可以最大限度地减少反射。单击图表可获得数据。

通过涂层堆叠或通过分级层的折射率可以进一步降低反射率。在光学工业中，摄影设备中使用超过 10 层的堆叠来实现非常低的反射损耗。然而，多层的性能优势是微乎其微的。在大多数情况下，真正的挑战是将抗反射涂层与表面钝化层结合在一起。。

pvlighthouse.com.au 上的 OPAL2^[532]提供了多层堆叠的模拟器。它使用了与本页面上所介绍的类似概念，但具有更完整的数学模型，包括折射率随波长变化的影响。

References

E.Y. Wang et al., “Optimum Design of Anti-reflection coating for silicon solar cells,” pp. 168-171, 1973.
K. McIntosh and S. Baker-Finch, “OPAL 2: rapid optical simulation of silicon solar cells,” IEEE, pp. 000265-000271, 2012. https://doi.org/10.1109/PVSC.2012.6317616