现阶段,人类社会面临传统化石燃料业开发过度导致的能源危机,可再生能源尤以太阳能已成为研究热点之一。随着世界各国加速对太阳能技术的研究和探索,如何制备高转换效率,低制造成本的太阳能电池就成为了众多学者研究的重点。Ga As系列太阳能电池拥有光电转换效率高、耐高温、耐腐蚀、稳定性好、抗辐照性能高、光谱匹配性能佳、光吸收系数大等特点,在空间能源领域有着广泛的应用,而减少电池表面反射损耗,增加对太阳光的吸收,是进一步提高Ga As系列太阳能电池的光电转换效率的关键所在。本文主要基于光学薄膜理论,采用The Essential Macleod软件在宽光谱范围（300～1400 nm）模拟设计与三结反向In Ga P/Ga As/Ga In As薄膜太阳能电池相匹配的双层及多层减反射膜系,结合等离子体增强化学气相沉积和射频磁控溅射工艺在Ga As衬底上完成镀膜实验,并研究不同退火温度（400～700℃）对薄膜结构、形貌、光学性能及表面浸润性的影响。采用The Essential Macleod（TFC）光学模拟软件对适用于Ga As太阳能电池表面的减反射膜系进行模拟设计,在宽光谱范围（300～1400 nm）采用Simplex优化算法调控薄膜物理厚度,模拟得到Si O2/Si3N4、Si O2/Hf O2、Si O2/Zn O、Si O2/Ti O2、Ti O2/Si3N4/Si O2、Si O2/Si3N4/Si O2/Si3N4、Ti O2/Si3N4/Si O2/Si3N4/Si O2、Si O2/Si3N4/Si O2/Si3N4/Si O2/Si3N4膜系反射率理论最低设计平均值分别为3.71%、4.42%、8.04%、9.53%、4.76%、7.45%、2.4%、8.47%。通过对多角度太阳光入射模拟得到的反射率3D图分析可得,上述双层及多层减反射膜系均满足太阳能电池表面减反射膜的性能要求,可覆盖入射角范围为0～60°。采用等离子体增强化学气相沉积和射频磁控溅射工艺制备得到上述双层/多层减反射膜系在宽光谱范围内均具有较好的减反射效果。其中,Si O2/Si3N4膜系沉积态平均反射率为14.19%,在700℃下退火后取得最优减反射效果,为12.65%;Si O2/Hf O2膜系沉积态平均反射率为13.57%,在700℃下退火后取得最优减反射效果,为12.28%;Si O2/Zn O膜系沉积态平均反射率为13.6%,在600℃下退火后取得最优减反射效果,为7.05%;Si O2/Ti O2膜系沉积态平均反射率为13.55%,在600℃下退火后取得最优减反射效果,为12.33%。Ti O2/Si3N4/Si O2膜系沉积态平均反射率为12.13%,在700℃下退火后取得最优减反射效果,为7.84%;Si O2/Si3N4/Si O2/Si3N4膜系沉积态平均反射率为17%,在600℃下退火后取得最优减反射效果,为14.42%;Ti O2/Si3N4/Si O2/Si3N4/Si O2膜系沉积态平均反射率为14.19%,在600℃下退火后取得最优减反射效果,为6.71%;Si O2/Si3N4/Si O2/Si3N4/Si O2/Si3N4膜系沉积态平均反射率为15.55%,在600℃下退火后取得最优减反射效果,为14.47%。研究不同退火温度对薄膜结构、形貌、光学性能及表面浸润性的影响,结果表明:双层减反射膜薄膜物理厚度随退火温度的升高而下降,且与薄膜表面粗糙度呈现正相关趋势;TEM明场像表征了多层减反射膜的截面形貌及膜层元素分布,结合XRD及SAED证明了沉积态下多层减反射膜均为非晶态;采用GMS 3软件分析多层减反射膜膜层厚度结果表明,实验结果与模拟结果所得到的薄膜总物理厚度相对误差小于5%;薄膜的反射率和粗糙度呈现正相关的趋势,薄膜表面粗糙度越低,表面越平整,膜层的吸收率越低,则薄膜的光学性能越好;实验结果表明,双层/多层减反射膜系均为亲水性薄膜,双层膜系的表面润湿性与薄膜粗糙度呈现负相关趋势,符合Wenzel理论,薄膜表面粗糙度越高,则亲水性越强;多层（n≥3）减反射膜系的表面润湿性与薄膜粗糙度呈现正相关趋势,推测与薄膜晶化程度、表面能及孔隙率有较大的关系。对比模拟及实验结果可知,采用磁控溅射获得的薄膜实测反射率曲线在紫外、可见光波段与模拟数值趋势有较大的差距,而采用化学气相沉积制备得到的薄膜实测反射率曲线与模拟结果趋势较为吻合,但部分实测数据仍与模拟数值存在差异,推测其可能原因为:（1）、磁控溅射沉积过程时间较长,沉积速率难以控制,易导致膜层厚度误差累积产生的系统误差,造成膜层折射率不稳定;（2）、沉积过程中膜层均匀性、热应力及表面微结构变化导致折射率变化而产生误差;（3）、化学气相沉积制备的薄膜层数越多,薄膜中杂质含量越高,导致反射率与模拟数值存在差异。