论文部分内容阅读
近年来,图形化微纳结构因具有特殊功能引起了越来越多研究人员的兴趣,这种结构广泛应用于微反应器、微电子器件、光学及生物等领域。本论文基于紫外纳米压印、电化学电铸、溶胶-凝胶法、辊对辊热压印等技术,并结合光学模拟、形貌设计及结构优化,制备了不同材料表面的微纳结构并探索其应用。第一,基于紫外纳米压印、电化学电铸两种技术制备了周期为1μm结构的镍模板,并将其应用于压印金属。PDMS倒模、磁控溅射种子层、电铸镍模板各个过程中纳米结构阵列周期性排列规整,纳米结构尺寸损失较少。基于文章中选用的纳米结构硅模板,对不同旋涂转速光刻胶压印固化后结构进行了对比,确定了光刻胶的最佳旋涂转速为4000 rpm,使得紫外压印固化后得到的周期结构最佳、残胶最少。镍模板可应用于重复压印铝箔并制备阳极氧化铝纳米管（AAO）,并且尺寸、周期易于控制;镍模板还可用来直接压印金属铝片、铅箔并且可重复利用,所制备的纳米结构金属表面反射率均降低。第二,基于溶胶-凝胶法研究制备TiO2硬模板并将其成功应用于紫外压印、热压印。采用高度有序微米孔阵列结构的PDMS软模板为原始模板,压印衬底表面的TiO2溶胶。探索了TiO2溶胶的最佳热压印工艺及后处理条件。这种制备方法工艺简单、成本低,并且TiO2硬模板硬度、杨氏模量（H=7.740 GPa;Er=123.554 GPa）远远大于PDMS膜材料,将其作为模板可重复应用于紫外压印、热压印工艺其结构尺寸变化不大于5%。第三,结合光学模拟研究制备了棱镜结构辊轴模具,通过辊对辊热压印技术制备了具有优异减反射大面积棱镜减反射膜,探索了最佳棱镜结构（50-25um）、压印工艺。棱镜减反射膜接触角达到了146°,具有很好的疏水性能,此外还具有较好的自清洁、机械强度等。将减反射膜与太阳电池集成后,在大角度入射光范围内可达到很好的减反射效果96%,电池的电流密度、效率相对于平面膜封装太阳电池均有所提升。