本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜及其制备方法。
背景技术：
目前人造卫星、飞船、空间站等航天器均利用太阳电池来获得持续运行的能量。传统的空间用太阳电池是单晶硅太阳电池，随着太阳电池领域研究的不断深入，以砷化镓为主体结构的三结太阳电池逐渐脱颖而出，其电池效率较传统硅太阳电池有明显提高，目前已可实现转换效率为32％的三结砷化镓太阳电池的量产。
在宇宙空间中存在着大量的高能射线和带电粒子，照射到太阳电池表面会对其内部的pn结结构产生不可逆的破坏，致使太阳电池的工作效率下降，因此通常在太阳电池表面粘贴抗辐照玻璃盖片。玻璃盖片中含有二氧化铈，能够有效吸收宇宙中的高能射线和带电粒子，从而大大降低太阳电池所受的辐射损伤，提高太阳电池的工作寿命。
太阳电池片经过焊接互联条、焊接旁路二极管以及粘贴抗辐照玻璃盖片后成为独立组件，其缩写为coverglass-interconnect-cell，简称cic。cic的主要结构如图1所示。
在现有空间三结太阳电池的加工工艺中，减反射膜采用tiox和al2o3的膜层组合，构成w型减反射膜。以空气(或真空)为入射介质、太阳电池片为衬底对膜层进行设计优化，减反射区域主要覆盖太阳电池的顶结子电池和中间结子电池的吸收波段。在w型减反射膜的两个反射率极小值处，减反射膜和电池组合后可使其等效折射率接近为1，从而实现了光线从空气中入射后的反射损失最小。
但在cic组件中，太阳电池的入射介质由空气(折射率1.0)变为了盖片胶(折射率1.43)。入射介质的变化使得界面处的反射损失增大，这就导致了太阳电池在粘贴玻璃盖片后通常出现短路电流和转换效率的下降。
在中国发明专利1(申请号201510744419.2)中提出了“一种多结太阳电池减反射膜及其制备方法”，该方法的步骤一是选择材料进行单层沉积，获得单层沉积工艺；步骤二是测量单层材料光学参数，在仿真软件中对厚度进行优化；步骤三是根据结果进行膜层依次沉积。
在中国发明专利2(申请号201710485376.x)中提出了一种“适用于多晶太阳电池三层减反射膜的镀膜工艺”，该方法通过控制反应气体流量，在预清洗后的晶体硅片上使用pecvd依次沉积高折射率(折射率2.35～2.50)、中折射率(折射率2.08～2.13)、低折射率(折射率1.98～2.03)的氮化硅膜层。
但是上述的两项专利均存在一定的缺点和不足。专利1中仅仅是提出多结太阳电池减反射膜的理论制备方法，未明确需要选取的膜层材料厚度，缺乏具体可操作性；专利2中提出的方法使用了pecvd的工艺，更适用于硅太阳电池，而且三层氮化硅薄膜最外层的折射率为1.98～2.03，与空间用三结砷化镓太阳电池的折射率并不匹配。而且上述两种方法均是针对裸电池提出的，并未考虑电池粘贴玻璃盖片后的最终效果。
因此需要设计一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，以提高整体cic组件的输出功率。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供了一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，包括：钛的氧化物薄膜、二氧化铪薄膜和三氧化二铝薄膜，其中，所述钛的氧化物薄膜、所述二氧化铪薄膜和所述三氧化二铝薄膜从下至上依次堆叠设置于所述空间三结砷化镓太阳电池上。
优选地，所述钛的氧化物薄膜的折射率为2.15～2.25。
优选地，所述钛的氧化物薄膜的厚度为30nm～40nm。
优选地，所述二氧化铪薄膜的折射率为1.85～1.95。
优选地，所述二氧化铪薄膜的厚度为25nm～35nm。
优选地，所述三氧化二铝薄膜的折射率为1.56～1.64。
优选地，所述三氧化二铝薄膜的厚度为60nm～70nm。
本发明还提供了一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜的制备方法，其特征在于，所述空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜包括如上述中任一所述的空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，所述方法包括步骤：
将空间用三结砷化镓太阳电池固定在工件盘上；
将所述工件盘固定在真空镀膜机内；
待所述真空室抽真空至2×10-3pa时进行温度范围为240℃±10℃的预烘烤；
恒温10分钟后在所述空间用三结砷化镓太阳电池上将钛的氧化物薄膜、二氧化铪薄膜和三氧化二铝薄膜按照从下至上的顺序依次沉积。
优选地，沉积过程中通入反应气体氧气，氧气流量为25sccm～35sccm。
优选地，钛的氧化物薄膜的沉积速率为
本发明提供的一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜及其制备方法，三层减反射膜与盖片胶的折射率相匹配，能够减少太阳电池组合成cic组件后的反射损失；经过对样品进行实际测量，在320nm～400nm波段内三层减反射膜太阳电池cic组件的平均反射率可比双层减反射膜太阳电池cic组件降低3.80％，从而有效增加了cic组件的转换效率；al2o3、hfo2和ti2o3均为空间环境中常用的膜层材料，具有良好的空间环境耐受性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中cic组件结构示意图；本发明提供的结构示意图；
图2是本发明提供的一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜的结构示意图；
图3是三层减反射膜太阳电池cic组件反射率与双层减反射膜太阳电池cic组件反射率的模拟曲线对比；
图4是三层减反射膜太阳电池cic组件反射率与双层减反射膜太阳电池cic组件反射率的实测曲线对比。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图2，在本申请实施例中，本发明提供了一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，包括：钛的氧化物薄膜、二氧化铪薄膜和三氧化二铝薄膜，其中，所述钛的氧化物薄膜、所述二氧化铪薄膜和所述三氧化二铝薄膜从下至上依次堆叠设置于所述空间三结砷化镓太阳电池上。
在本申请实施例中，所述钛的氧化物薄膜的折射率为2.15～2.25，所述钛的氧化物薄膜的厚度为30nm～40nm。
在本申请实施例中，所述二氧化铪薄膜的折射率为1.85～1.95，所述二氧化铪薄膜的厚度为25nm～35nm。
在本申请实施例中，所述三氧化二铝薄膜的折射率为1.56～1.64，所述三氧化二铝薄膜的厚度为60nm～70nm。
在本申请实施例中，使用光学模拟软件计算出带有本申请中的三层减反射膜太阳电池的cic组件反射率与带有双层减反射膜太阳电池的cic组件反射率的对比图如图3所示。在模拟结果中，300nm～400nm范围内，三层减反射膜太阳电池的cic组件平均反射率为6.52％，双层减反射膜太阳电池的cic组件平均反射率为11.79％。
在本申请实施例中，本发明还提供了一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜的制备方法，其特征在于，所述空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜包括如图2中所述的空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，所述方法包括步骤：
将空间用三结砷化镓太阳电池固定在工件盘上；
将所述工件盘固定在真空镀膜机内；
待所述真空室抽真空至2×10-3pa时进行温度范围为240℃±10℃的预烘烤；
恒温10分钟后在所述空间用三结砷化镓太阳电池上将钛的氧化物薄膜、二氧化铪薄膜和三氧化二铝薄膜按照从下至上的顺序依次沉积。
在本申请实施例中，沉积过程中通入反应气体氧气，氧气流量为25sccm～35sccm。
在本申请实施例中，钛的氧化物薄膜的沉积速率为
下面以具体实施例对本申请提供的一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜的制备方法进行描述，具体步骤如下：
(1)将空间用三结砷化镓太阳电池固定在工件盘上，工件盘固定在真空镀膜机内；
(2)关闭真空室舱门，抽真空至2×10-3pa时，工件盘开始旋转，同时进行真空室预烘烤，工件盘转速为6r/min，烘烤温度设定为240℃，恒温10分钟后开始进行膜层沉积；
(3)通入反应气体氧气，氧气流量为30sccm；
(4)第一层蒸镀tiox薄膜，设定沉积速率为
(5)第二层蒸镀hfo2薄膜，设定沉积速率为
(6)第三层蒸镀al2o3薄膜，设定沉积速率为
(7)蒸镀结束后真空室内冷却至100℃以下，打开真空室取出电池；
(8)进行cic组件的组合操作，实际测量的三层减反射膜太阳电池cic组件反射率与双层减反射膜太阳电池cic组件反射率的对比曲线如图4所示。考虑到玻璃盖片对320nm波长前光线具有截止吸收特性，计算320nm～400nm平均反射率，双层减反射膜太阳电池cic组件为9.01％，三层减反射膜太阳电池cic组件为5.21％，降低了3.80％。
本发明提供的一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜及其制备方法，三层减反射膜与盖片胶的折射率相匹配，能够减少太阳电池组合成cic组件后的反射损失；经过对样品进行实际测量，在320nm～400nm波段内三层减反射膜太阳电池cic组件的平均反射率可比双层减反射膜太阳电池cic组件降低3.80％，从而有效增加了cic组件的转换效率；al2o3、hfo2和ti2o3均为空间环境中常用的膜层材料，具有良好的空间环境耐受性。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
1.一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，其特征在于，包括：钛的氧化物薄膜、二氧化铪薄膜和三氧化二铝薄膜，其中，所述钛的氧化物薄膜、所述二氧化铪薄膜和所述三氧化二铝薄膜从下至上依次堆叠设置于所述空间三结砷化镓太阳电池上。
2.根据权利要求1所述的空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，其特征在于，所述钛的氧化物薄膜的折射率为2.15～2.25。
3.根据权利要求1或2所述的空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，其特征在于，所述钛的氧化物薄膜的厚度为30nm～40nm。
4.根据权利要求1所述的空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，其特征在于，所述二氧化铪薄膜的折射率为1.85～1.95。
5.根据权利要求1或4所述的空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，其特征在于，所述二氧化铪薄膜的厚度为25nm～35nm。
6.根据权利要求1所述的空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，其特征在于，所述三氧化二铝薄膜的折射率为1.56～1.64。
7.根据权利要求1或6所述的空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，其特征在于，所述三氧化二铝薄膜的厚度为60nm～70nm。
8.一种空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜的制备方法，其特征在于，所述空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜包括如权利要求1-7中任一所述的空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜，所述方法包括步骤：
将空间用三结砷化镓太阳电池固定在工件盘上；
将所述工件盘固定在真空镀膜机内；
待所述真空室抽真空至2×10-3pa时进行温度范围为240℃±10℃的预烘烤；
恒温10分钟后在所述空间用三结砷化镓太阳电池上将钛的氧化物薄膜、二氧化铪薄膜和三氧化二铝薄膜按照从下至上的顺序依次沉积。
9.根据权利要求8所述的空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜的制备方法，其特征在于，沉积过程中通入反应气体氧气，氧气流量为25sccm～35sccm。
10.根据权利要求8所述的空间三结砷化镓太阳电池用三层减反射膜的制备方法，其特征在于，钛的氧化物薄膜的沉积速率为
