توليد انبوه و ارزان سطوح پليمري ضد انعکاس

[mim-shimi 25686]

پژوهشگران موفق شدند با استفاده از روش اچ کردن بدون ماسک، نانوساختارهايي دندانه‌داري روي سطوح سيليکوني ايجاد کنند که خاصيت ضد انعکاسي داشته باشد. آنها با کنترل شرايط، ويژگي‌هاي سطح نظير ارتفاع دندانه‌ها را نيز کنترل کرده، سپس با استفاده از پليمر، از روي اين سطح کپي‌برداري کردند. اين روش مي‌توان به کاهش هزينه‌ي توليد سطوح نانوساختار دندانه‌دار بينجامد.

 

يکي از موانع اصلي بر سر راه فناوري توليد انرژي خورشيدي با هزينه‌ي کم و کارايي بالا، بازده کم سلول‌هاي توليدکننده‌ي جريان است. براي رسيدن به بالاترين حد بهره‌وري، سلول خورشيد بايد بتواند تمام پرتوهاي نور را که به سطح آن برخورد مي‌کند، در تمام طيف‌هاي نور و صرف نظر از محل قرار گرفتن خورشيد، جذب نمايد.

 

يکي از راه‌هاي رسيدن به اين هدف آن است که انعکاس نور را با استفاده از سطوح نانوساختار کاهش دهيم. پژوهشگران فنلاندي توانستند روشي براي توليد انبوه سطوح ضد انعکاس داراي نانوساختار ارائه کنند.

دندان‌هاي سياه‌رنگ كيتون(Chito N ، براي تراشيدن جلبك‌هاي رشديافته بر روي صخره‌ها: اين دندان‌ها با مواد زيست‌معدني كه شامل نانوكامپوزيت الياف كيتيني و مگنتيت مي‌باشد، پوشش داده شده‌است. اين گروه از روش اچ کردن يوني عميق بدون ماسک، استفاده کردند که در نهايت منجر به نانوساختارهاي نوک تيزي روي ويفر سيليکوني شد. اين فرايند به فرايند سيليکون سياه شهرت دارد. آنها دريافتند که با تغيير شاخص‌هاي اچ‌ کردن، مي‌توان ابعاد برامدگي‌ها را کنترل کرد. مهم‌ترين مزيت اين روش، توليد آن در حجم بالاست.

 

به اعتقاد محققان اين پروژه، تفاوت‌هايي ميان کار آنها و پژوهش‌هايي که پيش از اين در بخش اچ‌ کردن بدون ماسک انجام شده‌است وجود دارد. آنها شاخص‌هاي مختلف اچ کردن پلاسما را روي تشکيل نانوساختارها مطالعه کرده و آن دسته از شاخص‌ها را که منجر به توليد نانوساختارهاي مختلف مي‌شود، يافتند. شيب دندانه‌ها، ارتفاع و دانسيته‌ي دندانه‌ها با تغيير شرايط اچ‌ کردن قابل تعيين است.

 

محققان دريافتند که اين نانوساختار قابل کپي‌برداري با استفاده از پليمر است. براي اين کار سطحي حاوي نانودندانه را با روش اچ کردن به دست مي‌آورند و سپس روي سطح آن را با پليمر PDMS مي‌پوشانند. پليمر PDMS با گرما پخته و از سطح جدا مي‌شود. از اين پليمر مي‌توان به‌عنوان الگو براي توليد ساختار دندانه‌دار از جنس پليمر PMMA استفاده کرد.

 

از آنجا که در اين روش به جاي سيليکون از پليمر استفاده مي‌شود، هزينه‌ي توليد کاهش مي‌يابد. سطوحي که با اين روش توليد مي‌شوند ضد انعکاس بوده و با اعمال پوشش‌هاي با انرژي سطحي پايين، مي‌توان در آنها خاصيت آب‌گريزي شديد و خودتميزشوندگي ايجاد کرد. از اين پوشش‌هاي ضد انعکاس ارزان‌قيمت مي‌توان در حسگرها و سلول‌هاي خورشيدي استفاده کرد.

 

اين گروه تحقيقاتي در حال بررسي امکان توليد انبوه سطوحي با خاصيت آب‌گريزي و روغن‌گريزي هستند. براي اين کار آنها قصد دارند با اتخاذ روشي مشابه، ميکرو و نانوساختار‌هايي روي سطح ايجاد کنند. يکي از مهم‌ترين مسائل موجود در توليد اين سطوح، پايداري مکانيکي بالاي آنهاست.