[发明专利]太阳能电池仿生抗反射膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池仿生抗反射膜及其制备方法，属于太阳能电池能源技术领域。

背景技术

太阳能电池，是一种可以将太阳能转换成电能的光电能量转换器件。

太阳能硅晶体电池发电，就是利用太阳能电池吸收0.4um～1.1um波长的太阳光，将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。如何最大限度地提高光电转换效率，直接决定太阳能产业的发展，而提高光电转换效率，又取决于如何尽量减少硅晶体对太阳光的反射。因此，在硅片表面加设抗反射结构件，以降低其反射率，就显得十分重要。

然而，已有技术的太阳能硅晶体电池的抗反射层结构，诸如涂膜(例如Al₂O₃镀膜层，SiO镀膜层和SiN钝化膜等)抗减反射层，其制备方法均采用真空溅射沉积技术，这不但工艺比较复杂，耗电量较大，制备成本高，而且其抗反射效率仍然不够理想，尤其是对于硅晶体电池而言，这种制备方法不可避免地会对硅片造成伤害。为此，另辟蹊径，研发一种覆贴在太阳能电池硅片受光面上的抗反射膜，就显得十分必要。

发明内容

本发明旨在提供一种太阳能电池仿生抗反射膜及其制备方法，以克服已有技术的不足。

本发明实现其目的的技术构想是，利用某些生物诸如蝉翼或蛾眼或荷叶等生物外部组织表面复杂的三维微纳米结构，例如蝉翼生物表面所布满的高400nm；顶部和基部尺寸分别为65nm和150nm的突起组成的列陈，能在很大的阳光入射角度范围内和频率范围内，使太阳光反射率降低10倍之多的特性，采用橡塑料模仿复制这些生物表面微纳米结构，作为覆盖在太阳能电池表面的抗反射膜，用以有效降低太阳能电池表面的反射率，提高其光电转换效率，从而实现本发明的目的。

有鉴于所述仿生抗反射膜表面，具有众多呈列陈布置的突起，有效扩大了受光面积；而当太阳光从任何角度照射到所述仿生抗反射膜上，就会产生漫反射，而这种漫反射直至太阳光能最大程度地被仿生抗反射膜所吸收才告终止。因而所述仿生抗反射膜，对于太阳能具有无比卓越的吸收率。这是本发明的出发点和归宿。

基于上述技术构想，本发明所述太阳能电池仿生抗反射膜的技术方案是：

一种太阳能电池仿生抗反射膜，其创新点在于，包括基体膜，在所述基体膜的一表面，有模仿复制生物表面三维微纳米复合结构的，且与所述基体膜互为一体同一材质的仿生抗反射层。

在上述技术方案中，本发明主张，所述仿生抗反射层，是模仿复制蝉翼或蛾眼或荷叶表面生物结构形状的仿生抗反射层。当然并不局限于此。其它具有三维微纳米结构表面的生物，都是可以作为本发明仿生对象的。

在上述技术方案中，本发明还主张，所述仿生抗反射层的三维微纳米结构，是由众多深度＜200nm，顶部尺寸和基底部尺寸在1nm～10um范围内呈锥台状的突起所组成的，且所述众多突起呈列陈布置。当然并不局限于此。应当说明的是，所述微纳米结构的突起深度，及其顶部和基底部尺寸的大小，可能与其抗反射作用的大小有直接关系，而以上所述的微纳米结构，是本发明所优选的。

在上述技术方案中，所述基体膜即本发明制品，是厚度在0.02～0.10mm范围的PDMS聚二甲基硅氧烷膜，或者是PMMA聚甲基丙烯酸甲脂膜，或者是PS聚笨乙烯膜，或者是PVC聚氯乙烯膜。当然并不排除其它橡塑料。凡是具有好的耐侯性，良好的工艺成型性和阳光通透性的橡胶塑料，都是可以采用的。

上述技术方案得以实施后，本发明所述仿生抗反射膜所具有的结构先进，制备成本低，使用方便，抗反射性能优等特点，是显而易见的。

基于上述技术构想，本发明所述太阳能电池仿生抗反射膜制备方法的技术方案是：

一种太阳能电池仿生抗反射膜的制备方法，以生物为压印母坯，以橡塑料为仿生抗反射膜的基体膜原料，以橡塑料为仿生抗反射膜母坯模的原料，其创新点在于，该制备方法包括以下步骤：

a、选取完整的所述生物压印母坯，并作洁净处理；

b、用经a步骤处理的生物压印母坯，压印橡塑料，压印温度为150～185℃，压力为490～510N，压印时间为90～110s，制得橡塑仿生母坯模；

c、将用作所述仿生抗反射膜的橡塑预聚物，与固化剂按10∶1的重量份比例混合或者直接溶于溶剂，制备仿生抗反射膜料，并作去气泡处理；

d、将经c步骤制取的仿生抗反射膜料，旋涂或者浇铸到经b步骤制备的橡塑仿生母坯模上；

e、待旋涂或者浇铸到橡塑仿生母坯模上的仿生抗反射膜固化后，将仿生抗反射膜从橡塑仿生母坯模上取下来，即制得本发明制成品仿生抗反射膜。