[发明专利]抗反射表面结构

说明书

本发明提供了抗反射制品，该抗反射制品包括限定抗反射表面的层。抗反射表面包括沿轴线延伸的一系列交替的微峰和微空间。该表面还包括沿轴线延伸的一系列纳米峰。纳米峰至少设置在微空间和任选的微峰上。制品可设置在光伏组件或天窗上以减少反射并且抵抗灰尘和污垢的收集。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月29日提交的美国临时专利申请62/611636的权益，该专利申请的公开内容以引用方式全文并入本文。

背景技术

抗反射表面用于太阳能应用中。例如，光伏组件的前表面的反射可以将它们的功率输出降低大于3％。已付出了大量努力来解决工业中的该问题。在一个示例中，烧结的纳米二氧化硅溶液涂层已提供1％至2％的表面反射降低，从而导致1％至2％的光伏功率输出增加。在另一个示例中，施加到光伏电池的前表面的微结构化棱柱已经提供甚至大于3％的光伏组件功率输出的增加，但当经受环境条件诸如灰尘和污垢时，光伏功率输出降低。当设计暴露于环境污染物诸如灰尘和污垢的抗反射表面时，期望具有另外的选择或另选方案。

发明内容

本公开涉及抗反射表面。具体地讲，本公开涉及包括微结构和纳米结构的抗反射表面结构。微结构可被布置为至少一系列交替的微峰和微空间。纳米结构可被布置为设置在微空间和任选地微峰上的至少一系列纳米峰。

本公开的各个方面涉及具有限定沿轴线延伸的抗反射表面的层的制品。包含该轴线的平面限定层的横截面，并与表面相交，以限定描绘表面的横截面轮廓的线。该层包括至少部分地由线限定的一系列微结构。该线沿轴线限定一系列交替的微峰和微空间。每个微空间包括最大绝对斜率，该最大绝对斜率限定距轴线至多30度的角度。每个微峰包括限定第一平均斜率的第一微区段和限定第二平均斜率的第二微区段。在第一平均斜率和第二平均斜率之间形成的角度为至多120度。该层还包括至少部分地由线限定的多个纳米结构。该线限定沿轴线设置在至少微空间上的至少一系列纳米峰。每个纳米峰具有高度，并且每个对应的微峰的高度为纳米峰的高度的至少10倍。

本公开的各个方面涉及具有限定沿轴线延伸的抗反射表面的层的制品。包含该轴线的平面限定层的横截面，并与表面相交，以限定描绘表面的横截面轮廓的线。该层包括至少部分地由线限定的一系列微结构。该线沿轴线限定一系列交替的微峰和微空间。每个相邻微峰与微空间之间的边界包括线的弯曲部或拐点中的至少一者。该层还包括至少部分地由线限定的多个纳米结构。该线限定沿轴线设置在至少微空间上的至少一系列纳米峰。每个纳米峰具有高度，并且每个对应的微峰的高度为纳米峰的高度的至少10倍。

本公开的各个方面涉及形成包括限定抗反射表面的层的制品的方法。该方法包括在层的表面上形成一系列微结构。该一系列微结构包括沿轴线的一系列交替的微峰和微空间。该方法还包括沿轴线在至少微空间上设置一系列纳米级掩蔽元件。掩蔽元件限定最大直径，并且对应微峰的高度为掩蔽元件的最大直径的至少10倍。该方法还包括将层的表面暴露于反应离子蚀刻以在层的表面上形成多个纳米结构，该纳米结构包括沿轴线的一系列纳米峰。每个纳米峰包括掩蔽元件以及掩蔽元件和层之间的柱。

本公开的各个方面涉及形成包括限定抗反射表面的层的制品的方法。该方法包括挤出包括紫外线稳定材料的热熔材料。该方法还包括用包括一系列微结构的镜像的微复制工具使挤出材料成形，以在层的表面上形成一系列微结构。该一系列微结构包括沿轴线的一系列交替的微峰和微空间。该方法还包括在至少微空间上的层的表面上形成多个纳米结构。该多个纳米峰包括沿轴线的至少一系列纳米峰。

考虑到以下附图和本公开的各个方面的所附具体实施方式，可更全面地理解本公开。

除非另外指明，否则本文所使用的所有科学和技术术语具有在本领域中普遍使用的含义。本文提供的定义将有利于理解本文频繁使用的某些术语，并且不意味着限制本公开的范围。