Het nabootsen van de textuur die te vinden is op de sterk antireflecterende oppervlakken van de samengestelde ogen van motten, we gebruiken zelfassemblage van blokcopolymeer om nauwkeurige en afstembare ontwerpen met nanotextuur te produceren in het bereik van ~ 20 nm over macroscopische siliciumzonnecellen. Deze texturering op nanoschaal verleent breedband antireflectie-eigenschappen en verbetert de prestaties aanzienlijk in vergelijking met typische antireflectiecoatings. Een goed ontwerp van een antireflectiecoating omvat het beheer van de mismatch van de brekingsindex bij een abrupte optische interface. De meest rechttoe rechtaan benadering introduceert een enkele laag met een tussenliggende optische index bovenop een oppervlak om een ​​systeem te creëren dat destructieve interferentie in gereflecteerd licht veroorzaakt. Dit zorgt meestal voor volledige antireflectie bij slechts een enkele golflengte. Steeds meer breedbanddekking, voor toepassing in transparante raamcoatings, militaire camouflage, of zonnecellen, is mogelijk met behulp van meerlagige dunnefilmschema's. Een alternatief voor dunnefilmcoatingstrategieën, patronen op nanoschaal aangebracht op het oppervlak van een materiaal, kan een effectief medium creëren tussen het substraat en de lucht. Dergelijke structuren bieden breedband antireflectie over een breed scala van invallende lichthoeken wanneer nanoschaal, subgolflengtestructuren zijn voldoende hoog en dicht bij elkaar geplaatst. In dit werk, we verbeteren de breedband antireflectie-eigenschappen van een nano-gefabriceerde mottenoogstructuur door gelijktijdige controle van zowel de geometrie als de optische eigenschappen, het gebruik van zelfassemblage van blokcopolymeer om nanotexturen te ontwerpen die klein genoeg zijn om te profiteren van een voordelige materiaaloppervlaktelaag van slechts enkele nanometers dik.

Op zelfassemblage gebaseerde benaderingen voor het produceren van texturen verminderen reflecties van siliciumzonneceloppervlakken tot minder dan 1% over het gehele zichtbare en nabij-infraroodspectrum en over een breed scala aan invallende lichthoeken. verder, op blokcopolymeer gebaseerde benaderingen van materiaalontwerp zijn schaalbaar voor de productie van fotovoltaïsche apparaten met een groot oppervlak, met potentieel voor implementatie in silicium, siliciumnitride, en glas, onder andere.

CFN-mogelijkheden:CFN's materiaalsynthesefaciliteiten werden gebruikt voor zelfassemblage van blokcopolymeer en afzetting van atomaire lagen. De Nanofabrication Facility zorgde voor reactief ionenetsen. Scanning-elektronenmicroscopie werd uitgevoerd in de Electron Microscopy Facility.