研究目的
开发一种具有自清洁和减反射特性的二氧化硅纳米粒子涂层，用于光伏组件以增强透光率并减少污垢影响。
研究成果
气溶胶沉积法有效制备出了具有高透光率（高达99.2%）、超亲水性和自清洁性能的二氧化硅纳米粒子涂层，通过减少反射和积尘损失提高了光伏组件的效率。未来的工作可以聚焦于该工艺的规模化应用及长期耐久性测试。
研究不足
该方法可能较为复杂且需要专业设备；对于大规模应用而言，控制厚度和折射率等参数可能存在挑战。该研究聚焦于实验室规模的实验，未涉及向工业光伏组件的扩展应用。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用气溶胶冲击沉积系统在玻璃和硅晶圆基底上合成并沉积二氧化硅纳米颗粒。通过调节前驱体的压力比和流速，该方法可控制薄膜的孔隙率、厚度和折射率。
2：样品选择与数据来源：
以硼硅酸盐玻璃载玻片和硅晶圆作为基底。样品经丙酮在超声波清洗器中清洗后，用去离子水冲洗并用氮气干燥。
3：实验设备与材料清单：
设备包括定制的超音速冲击沉积系统（含等离子体反应器和沉积腔室）、超声波清洗器、椭偏仪、紫外分光光度计（UV-3600 Plus，岛津）、原子力显微镜（布鲁克纳米原子力显微镜）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM，Quanta 150 FEG）及水接触角测量仪（rame-hart 400）。材料包含硅烷、氦气、空气、丙酮、去离子水和氮气。
4：实验流程与操作步骤：
将基底置于真空沉积腔室中。向等离子体腔室通入硅烷、氦气和空气以合成粒径10-15纳米的二氧化硅纳米颗粒。纳米颗粒通过狭缝喷嘴加速后沉积于基底表面，形成具有特定厚度和折射率的单层/双层结构。
5：数据分析方法：
使用紫外分光光度计测量透射和反射光谱；通过原子力显微镜和场发射扫描电子显微镜分析表面形貌；采用柯西方程模型的椭偏仪测定折射率和厚度；利用接触角测量仪获取水接触角数据。
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UV-spectrophotometer
UV-3600 Plus
Shimadzu
Used to measure transmission and reflection spectra of coated and uncoated glass substrates in the 300-1200 nm wavelength range.
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Atomic Force Microscope
Bruker nano atomic
Bruker
Used to study surface topology and particle analysis in tapping mode, providing root mean square roughness measurements.
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Field Emission Scanning Electron Microscope
Quanta 150 FEG
FEI (now part of Thermo Fisher Scientific, but commonly referred to by model)
Used to determine the microstructure and porosity of the coated surface.
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Water Contact Angle Goniometer
rame-hart 400
rame-hart
Used to measure the water contact angle on coated and uncoated glass slides to assess super-hydrophilicity.
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Ellipsometer
Used to determine the thickness and refractive indices of the coated films using a Cauchy model.
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Ultrasonic Cleaner
Used to clean glass slides and silicon wafers with acetone solution.
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