20.06.2016

Neues Verfahren für passgenaue Entspiegelungsschichten

Glas mit Antireflexbeschichtung
Quelle: Fraunhofer FEP
20.06.2016
Das Fraunhofer FEP stellte auf der ICCG 2016 in Braunschweig die neuesten Ergebnisse zu Antireflex-Beschichtungen vor. Antireflexbeschichtungen, z.B. bei Brillen, Displays oder Solarzellen sorgen einerseits für einen klaren Blick, andererseits kann in so beschichteten Solarzellen das Sonnenlicht nahezu komplett eingefangen werden, da es kaum noch an der Oberfläche reflektiert wird.

Diese Schichten, die für die Anwender kaum sichtbar sind, fordern Wissenschaftler auf ganz unterschiedliche Art, werden sie doch auf verschiedene Trägermaterialien, wie starrem oder flexiblem Glas und auf Kunststofffolien, aufgebracht. Das Hauptaugenmerk bei der Prozessierung der Substrate liegt bei einer ökonomisch sinnvollen Gestaltung der Beschichtungsprozesse und der genauen Anpassung der Schichteigenschaften an den jeweiligen Verwendungszweck.

Die Forscher am Fraunhofer FEP haben jetzt eine neuartige Technologie für die Erzeugung von Entspiegelungsschichten auf Glas erprobt. Dabei wird mittels eines Co-Sputter-Verfahrens zunächst eine Gradientenschicht, bestehend aus Siliziumdioxid und einer weiteren Hilfskomponente auf Glas abgeschieden. Anschließend wird in einem Ätzschritt die Hilfskomponente entfernt. Das Resultat bildet eine zurückbleibende raue Siliziumdioxidschicht (SiO2). Infolge der kontinuierlichen Anpassung der optischen Eigenschaften von Luft zu Glas wird eine Entspiegelung der Glasoberfläche erzielt.
Einen ähnlichen Effekt bietet der am Fraunhofer FEP verfügbare POLAR-Prozess zur Entspiegelung von Kunststoffplatten oder -folien. Hierbei werden mittels eines Plasmaätzschrittes Nanostrukturen direkt auf der Oberfläche von Polymeren erzeugt. Der so erzielte graduelle Übergang der Brechzahl von Luft zum Polymer wirkt ebenfalls entspiegelnd.

Für eine klassische Antireflexbeschichtung werden typischerweise alternierende optisch hoch- und niedrigbrechende Schichten abgeschieden. Nachteilig hierbei ist der begrenzte Spektralbereich der Entspiegelungswirkung. Dieser lässt sich nur über ein komplexeres Interferenzschichtsystem verbreitern. Antireflexschichtsysteme basierend auf rauen Oberflächeneffekten hingegen haben keine scharfe Wellenlängenbegrenzung in ihren reflexmindernden Eigenschaften, wodurch mittels einer einzelnen Schicht bzw. einem einzelnen Plasmaätzschritt breitbandig entspiegelt werden kann. Die Schichten sind weitestgehend farbneutral.

Mittels des Co-Sputter-Verfahrens können nicht nur Antireflexschichten entwickelt werden. Vielmehr demonstriert die Technologie die Möglichkeit, raue Schichten für weitere Anwendungsmöglichkeiten herzustellen. Sie bietet das Potenzial, die Kontaktfläche von zum Beispiel Elektroden für Batterien und Solarzellen über raue Schichten zu vergrößern und wirkungsvoller zu gestalten. 

Kontakt: Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP 
info@fep.fraunhofer.de 

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