[發(fā)明專利]制造用于光伏器件的紋理板的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080019903.4
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN102422431A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·斯萊格爾
• 申請（專利權(quán)）人: 卓越太陽能有限公司
• 主分類號: H01L31/0236
• 分類號: H01L31/0236;H01L31/0232
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制造聚合物蓋板的方法。

所獲得的聚合物蓋板可被直接用作用于光伏器件的蓋板或者通過使用合適的粘合劑而被施加到透明基底的表面之一。包含一個(gè)或多個(gè)聚合物蓋板的透明基底可被用作用于光伏器件的另一蓋板或在該蓋板頂上。

背景技術(shù)

太陽能電池(光伏電池或光伏器件)被普遍用于將光能轉(zhuǎn)換成電能。該效應(yīng)稱為光伏效應(yīng)。太陽能電池包含有源層，該有源層由光吸收材料構(gòu)成，該光吸收材料在暴露于光時(shí)產(chǎn)生電荷載流子。在光伏器件中普遍使用的有源層為硅。然而，可遇到各種材料，例如砷化鎵(GaAs)、碲化鎘(CdTe)或二硒化銅銦鎵(CIGS)。在有源層中產(chǎn)生的電荷被分離到傳輸電的導(dǎo)電接觸。由于有源層的薄且脆的性質(zhì)，通常通過透明蓋板(普遍為玻璃)防止有源層受到外部影響。該蓋板位于光源與有源層的光接收側(cè)之間。多數(shù)情況下，單個(gè)太陽能電池不能產(chǎn)生用于希望目的的足夠電力，因此多個(gè)電池連接在一起形成較大類型的光伏器件。使用電池的組件來形成太陽能模塊，太陽能模塊又被連接成光伏陣列。單獨(dú)的電池被用于對諸如計(jì)算器或電子表的小器件供電。模塊或光伏陣列例如安裝在房屋的屋頂上或諸如船、交通信號或航天器的離網(wǎng)型應(yīng)用。

本領(lǐng)域公知有源層和蓋板都會反射入射到光伏器件的光的一部分。特別地，有源層的高折射率引起大的反射損耗，在硅的情況下，反射損耗可超過入射光的30％。由于反射光不能被轉(zhuǎn)換成電能，因此這些反射損耗導(dǎo)致光伏器件的效率的大的降低。

本領(lǐng)域公知可通過將表面紋理施加到蓋板而降低光伏器件的反射損耗。表面紋理降低了有源層的反射損耗(稱為“俘獲”)和蓋板的反射損耗(稱為“抗反射”)。由于需要足夠的強(qiáng)度來確保長期的戶外耐用性，所述表面紋理的尺寸總是在毫米范圍。較小的結(jié)構(gòu)較容易受到損傷，而較大的結(jié)構(gòu)需要過多的材料并因而導(dǎo)致高產(chǎn)品成本。可以使用不同的表面紋理，例如金字塔紋理的陣列(WO03/046617)、V形槽(G.A.Landis，21^stIEEE?photovoltaic?specialist?conference，1304-1307(1990))、圓形坑(P.Sánchez-Friera，IEEE?4^th?World?Conference?on?photovoltaic?energy?conversion，2156-2159(2006))或?qū)⒂赏ㄟ^n邊形(其中n等于4或更大)表面連接的基面(base)和頂點(diǎn)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)(WO2009059998)施加到蓋板以降低所述板的反射損耗并提高光的投射。根據(jù)模型研究，這些蓋板可將光伏器件的效率最高提高6％(U.Blieske?et?al，3rd?World?Conference?on?Photovoltaic?Energy?Conversion，188-191(2003))。

然而，實(shí)踐中，結(jié)果要低于6％，通常獲得不高于3％的改善。該低性能可歸因于制造工藝。表面紋理通過熱軋而被普遍施加到玻璃或聚合物蓋板(WO2005111670，WO03/046617)。這是用于以快速制造工藝產(chǎn)生毫米尺寸結(jié)構(gòu)的典型技術(shù)。利用該技術(shù)，通過加熱而軟化要被紋理化的材料。通過與硬(通常為金屬)模具機(jī)械接觸而對軟化的材料紋理化。為了固定紋理，將材料冷卻到室溫，在室溫下，該材料硬化。由于聚合物和玻璃二者都具有變形回到其未被紋理化的平面形狀的趨勢，因而產(chǎn)生問題。該弛豫是由聚合物和玻璃的粘彈性特性引起的。在熱軋期間，材料在仍是軟的時(shí)離開模具，由此變形，導(dǎo)致模具中的雕紋(relief)的不完美復(fù)制。結(jié)果，蓋板上的紋理的最終形狀從其理想形狀變形。通過不完美紋理化的蓋板實(shí)現(xiàn)的光伏器件的性能提高當(dāng)然要低于通過完美紋理化的蓋板實(shí)現(xiàn)的光伏器件的性能提高。