تولید انبوه و ارزان سطوح پلیمری ضد انعکاس

پژوهشگران موفق شدند با استفاده از روش اچ کردن بدون ماسک، نانوساختارهایی دندانه‌داری روی سطوح سیلیکونی ایجاد کنند که خاصیت ضد انعکاسی داشته باشد. آنها با کنترل شرایط، ویژگی‌های سطح نظیر ارتفاع دندانه‌ها را نیز کنترل کرده، سپس با استفاده از پلیمر، از روی این سطح کپی‌برداری کردند.

پژوهشگران موفق شدند با استفاده از روش اچ
کردن بدون ماسک، نانوساختارهایی دندانه‌داری روی سطوح سیلیکونی ایجاد کنند
که خاصیت ضد انعکاسی داشته باشد. آنها با کنترل شرایط، ویژگی‌های سطح نظیر
ارتفاع دندانه‌ها را نیز کنترل کرده، سپس با استفاده از پلیمر، از روی این
سطح کپی‌برداری کردند. این روش می‌توان به کاهش هزینه‌ی تولید سطوح
نانوساختار دندانه‌دار بینجامد.

یکی از موانع اصلی بر سر راه فناوری تولید انرژی خورشیدی با هزینه‌ی کم و
کارایی بالا، بازده کم سلول‌های تولیدکننده‌ی جریان است. برای رسیدن به
بالاترین حد بهره‌وری، سلول خورشید باید بتواند تمام پرتوهای نور را که به
سطح آن برخورد می‌کند، در تمام طیف‌های نور و صرف نظر از محل قرار گرفتن
خورشید، جذب نماید.

یکی از راه‌های رسیدن به این هدف آن است که انعکاس نور را با استفاده از
سطوح نانوساختار کاهش دهیم. پژوهشگران فنلاندی توانستند روشی برای تولید
انبوه سطوح ضد انعکاس دارای نانوساختار ارائه کنند.
 

این گروه از روش اچ کردن یونی عمیق بدون
ماسک، استفاده کردند که در نهایت منجر به نانوساختارهای نوک تیزی روی ویفر
سیلیکونی شد. این فرایند به فرایند سیلیکون سیاه شهرت دارد. آنها دریافتند
که با تغییر شاخص‌های اچ‌ کردن، می‌توان ابعاد برامدگی‌ها را کنترل کرد.
مهم‌ترین مزیت این روش، تولید آن در حجم بالاست.

به اعتقاد محققان این پروژه، تفاوت‌هایی میان کار آنها و پژوهش‌هایی که پیش
از این در بخش اچ‌ کردن بدون ماسک انجام شده‌است وجود دارد. آنها شاخص‌های
مختلف اچ کردن پلاسما را روی تشکیل نانوساختارها مطالعه کرده و آن دسته از
شاخص‌ها را که منجر به تولید نانوساختارهای مختلف می‌شود، یافتند. شیب
دندانه‌ها، ارتفاع و دانسیته‌ی دندانه‌ها با تغییر شرایط اچ‌ کردن قابل
تعیین است.

محققان دریافتند که این نانوساختار قابل کپی‌برداری با استفاده از پلیمر
است. برای این کار سطحی حاوی نانودندانه را با روش اچ کردن به دست می‌آورند
و سپس روی سطح آن را با پلیمر PDMS می‌پوشانند. پلیمر PDMS با گرما پخته و
از سطح جدا می‌شود. از این پلیمر می‌توان به‌عنوان الگو برای تولید ساختار
دندانه‌دار از جنس پلیمر PMMA استفاده کرد.

از آنجا که در این روش به جای سیلیکون از پلیمر استفاده می‌شود، هزینه‌ی
تولید کاهش می‌یابد. سطوحی که با این روش تولید می‌شوند ضد انعکاس بوده و
با اعمال پوشش‌های با انرژی سطحی پایین، می‌توان در آنها خاصیت آب‌گریزی
شدید و خودتمیزشوندگی ایجاد کرد. از این پوشش‌های ضد انعکاس ارزان‌قیمت
می‌توان در حسگرها و سلول‌های خورشیدی استفاده کرد.

این گروه تحقیقاتی در حال بررسی امکان تولید انبوه سطوحی با خاصیت آب‌گریزی
و روغن‌گریزی هستند. برای این کار آنها قصد دارند با اتخاذ روشی مشابه،
میکرو و نانوساختار‌هایی روی سطح ایجاد کنند. یکی از مهم‌ترین مسائل موجود
در تولید این سطوح، پایداری مکانیکی بالای آنهاست.