[發(fā)明專利]一種具有倒金字塔結(jié)構(gòu)的熒光減反膜，其制備方法以及太陽能電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110411955.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN113130668A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧楷模;李亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/0216
• 分類號(hào): H01L31/0216;H01L31/04;H01L31/18
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 蘇張林

本發(fā)明公開了一種具有倒金字塔結(jié)構(gòu)的熒光減反膜的制備方法，包括以下步驟：S1.將水、異丙醇和氫氧化鈉混合，形成腐蝕液；將硅片浸泡于所述腐蝕液中進(jìn)行刻蝕，從而得到具有金字塔結(jié)構(gòu)的硅模板；S2.將PDMS溶液、固化劑和雙叔丁基苯甲噻吩混合均勻，涂敷于所述硅模板上；接著將其放入烘箱中烘烤，固化后，將PDMS薄膜剝離，即得到所述具有倒金字塔結(jié)構(gòu)的熒光減反膜。本發(fā)明還公開了由上述方法制備的熒光減反膜以及太陽能電池。本發(fā)明的熒光減反膜不僅能夠降低玻璃表面光線的反射，提高進(jìn)入電池內(nèi)部可見光光線的比例，同時(shí)能夠提高電池的紫外穩(wěn)定性，而且賦予玻璃表面自清潔功能，降低電池運(yùn)營(yíng)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有倒金字塔結(jié)構(gòu)的熒光減反膜，其制備方法以及太陽能電池。

背景技術(shù)

太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率與電池的光利用能力密切相關(guān)。提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率需要優(yōu)化設(shè)計(jì)電池的光吸收。對(duì)于玻璃封裝的硅太陽能電池或新型的光伏器件-鈣鈦礦太陽能電池，光線從空氣入射到透明導(dǎo)電玻璃表面。玻璃的折射率為1.5左右，空氣折射率為1，光線從空氣入射到玻璃表面，由于折射率的不同，在空氣-玻璃界面存在光的反射，有一部分光線被反射回空氣，無法進(jìn)入電池。因此有必要在玻璃表面引入一層光學(xué)減反膜，降低光線在表面的損失，提高電池對(duì)光的利用。另一個(gè)值得關(guān)注的問題是，玻璃表面親水性良好，表面沉積的灰塵等雜物不易被雨水沖走，會(huì)影響光線的透射。光伏電池在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，需定期清理玻璃表面的異物，這會(huì)增加額外的運(yùn)營(yíng)成本。如果將玻璃表面變成疏水界面，使得玻璃表面獲得自清潔功能，灰塵等雜物容易在雨水的作用下被帶走。太陽光中的紫外線具有很高的能量，紫外線進(jìn)入電池后容易破壞太陽能電池中功能層的活性，從而降低電池的效率和穩(wěn)定性。因此降低紫外線進(jìn)入電池的比例，是有效提升太陽能電池的解決方法。

目前，應(yīng)用在玻璃上最為經(jīng)典的減反膜材料是氟化鎂。在玻璃表面生長(zhǎng)氟化鎂減反膜，可以通過磁控濺射等方法實(shí)現(xiàn)。但是采用氟化鎂薄膜作為減反膜，存在以下缺陷：(1)氟化鎂薄膜充當(dāng)減反膜，利用的是光的相消干涉原理。薄膜厚度一定時(shí)，對(duì)某一特定范圍波長(zhǎng)具有減反效果。紫外線和可見光波長(zhǎng)相差較大，無法同時(shí)獲得較好的減反效果。(2)氟化鎂薄膜的沉積一般通過磁控濺射實(shí)現(xiàn)，磁控濺射等儀器較為昂貴，工作時(shí)能量消耗較高，因此鍍膜成本較高。另外，受限于儀器的尺寸，無法進(jìn)行大尺寸面積的鍍膜，從而限制了其大規(guī)模應(yīng)用。(3)氟化鎂薄膜本身不具備較好的疏水性，無法實(shí)現(xiàn)自清潔功能。

太陽能電池在長(zhǎng)時(shí)間工作及測(cè)試時(shí)，一般在電池表面加上一塊光學(xué)濾光片，阻擋紫外線進(jìn)入電池。但是紫外光占據(jù)太陽光光譜的一部分，完全過濾紫外線將降低太陽能電池對(duì)光的利用，從而不利于獲得高效率的太陽能電池。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有倒金字塔結(jié)構(gòu)的熒光減反膜，該熒光減反膜不僅能夠降低玻璃表面光線反射，提高進(jìn)入電池內(nèi)部可見光光線的比例，同時(shí)能夠提高電池的紫外穩(wěn)定性，而且賦予玻璃表面自清潔功能，降低電池運(yùn)營(yíng)成本。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明第一方面提供了一種具有倒金字塔結(jié)構(gòu)的熒光減反膜的制備方法，包括以下步驟：

S1.將水、異丙醇和氫氧化鈉混合，形成腐蝕液；將硅片浸泡于所述腐蝕液中進(jìn)行刻蝕，從而得到具有金字塔結(jié)構(gòu)的硅模板；

S2.將PDMS溶液、固化劑和雙叔丁基苯甲噻吩(簡(jiǎn)稱BBOT)混合均勻，涂敷于所述硅模板上；接著將其放入烘箱中烘烤，固化后，將PDMS薄膜剝離，即得到所述具有倒金字塔結(jié)構(gòu)的熒光減反膜。

進(jìn)一步地，步驟S1中，所述水、異丙醇和氫氧化鈉的比例為40-50:1-5:1-5。

進(jìn)一步地，步驟S1中，所述硅片進(jìn)行刻蝕的溫度為25-100℃，刻蝕時(shí)間為0-40分鐘。

進(jìn)一步地，步驟S1中，刻蝕完成后，利用稀鹽酸和去離子水沖洗硅片，并吹干。