專利名稱：膜層及其制造方法和具有該膜層的太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種膜層及其制造 方法和具有該膜層的太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
隨著能源的日益短缺，可再生綠色能源的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到人們 的關(guān)注，尤以太陽(yáng)能的利用特別受到世人的青睞。作為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換媒介 的太陽(yáng)能電池，特別是氬化非晶硅或納米晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，以其大 面積、低成本、可生成在輕薄村底上并易于鋪設(shè)安裝等優(yōu)勢(shì)代表著光伏 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。圖l為薄膜太陽(yáng)能電池的典型結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，薄膜太陽(yáng)能電池是多層器件，通常包括基板IO、導(dǎo)電透明前電極ll， p-i-n 光電單元，包括p層12、 i層14和n層16，其中p層12為p型摻雜的非晶硅層、 i層14為非摻雜或本征非晶硅層，n層16為n型摻雜的非晶硅層。以及具有 光反射性能的導(dǎo)電背電極17和背板18。 i層14的作用是吸收入射光能并將 光能轉(zhuǎn)換成電能，p層12和n層16在光電單元的i層中建立一個(gè)內(nèi)部電場(chǎng)， 使得光致載流子被有效地收集。p-i-n疊層結(jié)構(gòu)組合稱為一個(gè)光電單元， 或一個(gè)"結(jié)"，單結(jié)太陽(yáng)能電池含有一個(gè)光電單元，多結(jié)太陽(yáng)能電池含 有兩個(gè)或兩個(gè)以上多個(gè)疊加在一起的光電單元。對(duì)于太陽(yáng)能電池而言，最大限度地吸收光能是提高光電轉(zhuǎn)換效率的 關(guān)鍵條件之一。無(wú)論是薄膜太陽(yáng)能電池還是普通的多晶硅太陽(yáng)能電池， 作為保護(hù)板的玻璃基板10都要求具有良好的透明度和優(yōu)良的化學(xué)和機(jī)械 穩(wěn)定性，以減少入射光的反射和吸收損耗。當(dāng)入射光從空氣進(jìn)入到玻璃 基板時(shí)，由于通常玻璃的光折射系數(shù)約為1.53，而空氣的光折射系數(shù)是l， 這個(gè)折射系數(shù)的差異使入射光在玻璃和空氣界面的光反射率約為4.4%， 可見(jiàn)入射光在玻璃基板表面的反射損失不可忽略。為最大限度地減少光 的反射和吸收，提高光電轉(zhuǎn)換效率，現(xiàn)有的做法是在玻璃的外層用真空鍍膜的方法鍍一層增透膜(抗反射膜)，如氟化鎂。但是這種辦法通常 很難做在大面積基板上，而且它所使用的高成本加工設(shè)備和過(guò)程不利于 大批量的生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種膜層，所述膜層位于太陽(yáng)能電池的 玻璃基板表面，由密布的玻璃微粒組成，在空氣中傳播的光經(jīng)所述膜層 進(jìn)入所述玻璃基板。所述玻璃微粒為球體或多面體。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種膜層，所述膜層位于太陽(yáng)能電池 的玻璃基板表面，所述膜層為疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù)個(gè)層， 各所迷層均由密布的玻璃微粒組成，在空氣中傳播的光經(jīng)所述膜層進(jìn)入 所述玻璃基板，各所述層的玻璃微粒的體積沿玻璃基板至空氣的方向遞 增。所述玻璃微粒為球體或多面體。本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種膜層的制造方法，所述膜層位于太陽(yáng)能電池的玻璃基板表面，所述方法包括 提供含有玻璃微粒和粘合劑的溶液； 將玻璃基板浸入所述溶液中； 攪拌溶液使玻璃微粒均勻粘附到玻璃基板表面； 取出玻璃基板烘干使粘合劑固化。 所述玻璃微粒為球體或多面體。所述烘干的溫度為50。C 500。C。本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池的 玻璃基板表面具有由密布的玻璃微粒組成的膜層，在空氣中傳播的光經(jīng) 所述膜層進(jìn)入所述玻璃基板。所述玻璃微粒為球體或多面體。所述太陽(yáng)能電池為多晶硅或非晶硅、納米晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池的 玻璃基板表面具有膜層，所述膜層為疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù) 個(gè)層，各所述層均由密布的玻璃微粒組成，在空氣中傳播的光經(jīng)所述膜 層進(jìn)入所述玻璃基板，各所述層的玻璃微粒的體積沿玻璃基板至空氣的 方向遞增。
所述玻璃微粒為球體或多面體。
所述太陽(yáng)能電池為多晶硅或非晶硅、納米晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明的膜層是位于玻璃基板表面的玻璃微粒層，由于玻璃微粒之 間有空氣間隙，也就是說(shuō)本發(fā)明的膜層是由玻璃微粒和空氣混合而成。 作為空氣和玻璃基板之間的過(guò)渡層，由玻璃微粒所組成的膜層的密度要 遠(yuǎn)小于玻璃基板的密度，因此本發(fā)明膜層的光折射系數(shù)低于玻璃基板的 光折射系數(shù)，而大于空氣的光折射系數(shù)，即本發(fā)明膜層的光折射系數(shù)介 于空氣和玻璃之間，而且光折射系數(shù)可以通過(guò)改變玻璃微粒的體積和密 度來(lái)調(diào)節(jié)，在空氣和玻璃基板之間起到了光折射系數(shù)的過(guò)渡作用，從而 避免了光折射系數(shù)從空氣到玻璃基板由低到高的突變，使光折射系數(shù)從 空氣的數(shù)值較緩地由低到高過(guò)渡到玻璃基板的數(shù)值。入射光從空氣到本 發(fā)明的膜層再進(jìn)入玻璃基板，因著光折射系數(shù)從空氣到本發(fā)明膜層再到 玻璃基板的非突變過(guò)渡，使得入射光在空氣和玻璃基板界面處的反射大 大減少，從而降低了光損耗，提高了太陽(yáng)能電池的光利用率和光電轉(zhuǎn)換 效率。


通過(guò)附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說(shuō)明，本發(fā)明的上 述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主 旨。在附圖中，為清楚起見(jiàn)，放大了層的厚度。
圖1為薄膜太陽(yáng)能電池的典型結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的膜層示意圖； 圖3為根均本發(fā)明第二實(shí)施例的膜層示意圖； 圖4為本發(fā)明膜層制造方法流程圖5為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合 附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很 多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此
描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情 況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。
圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的膜層示意圖，所述示意圖只是實(shí)例， 其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施 例的膜層200位于太陽(yáng)能電池的玻璃基板100表面，由密布的玻璃微粒 201組成，在空氣中傳播的光400經(jīng)膜層200進(jìn)入玻璃基板100。玻璃微 粒201為球體或多面體，直徑可以在亞微米到幾百微米量級(jí)。在玻璃微 粒201之間具有空隙，空隙中必然有空氣存在，因此本發(fā)明的膜層200 是由玻璃微粒201和空氣的混合體，其光折射系數(shù)介于空氣和玻璃之間。 在空氣和玻璃基板之間起到了光折射系數(shù)的過(guò)渡作用，避免了從空氣到 玻璃基板光折射系數(shù)從低到高的突然增加，光折射系數(shù)從空氣的數(shù)值非 突變地過(guò)渡到玻璃基板的數(shù)值，減少了光傳輸過(guò)程中的反射損耗。
圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的膜層示意圖，所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施 例的膜層300亦位于太陽(yáng)能電池的玻璃基板100表面，本實(shí)施例的膜層 300為疊層結(jié)構(gòu)，疊層結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù)個(gè)層，本實(shí)施例以兩層為例，即在第 一層200的基礎(chǔ)上增加了第二層210，第一層200由密布的玻璃微粒201 組成，第二層210由密布的玻璃微粒211組成，而且第二層210的玻璃 微粒211的體積要大于第一層200的玻璃微粒201的體積。也就是每層 的玻璃微粒的體積沿著玻璃基板至空氣的方向遞增。在空氣中傳播的光 400經(jīng)膜層300進(jìn)入玻璃基板100。玻璃微粒201和211為球體或多面體。
在本發(fā)明膜層的其他實(shí)施例中，膜層300還可以是兩層以上(3層、 4層、5層......)，每層均由密布的玻璃微粒組成，而且各層的玻璃微粒
的體積沿著玻璃基板至空氣的方向遞增，也就是最上面一層的玻璃微粒 的體積最大，最下面一層的玻璃微粒的體積最小。玻璃微粒體積越大的 層光折射系數(shù)越接近空氣，因此多層膜層能夠使光折射系數(shù)從空氣的數(shù) 值更加平穩(wěn)地從小到大過(guò)渡到玻璃基板的數(shù)值，進(jìn)一步減少了光傳輸過(guò) 程中的反射損耗。
圖4為本發(fā)明膜層制造方法流程圖，所述示意圖只是實(shí)例，其在此 不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖4所示，本發(fā)明的膜層的制造方法首 先提供含有玻璃微粒和粘合劑的溶液(S411);然后將玻璃基板浸入所迷 溶液中(S412);攪拌溶液使玻璃微粒均勻粘附到玻璃基板表面(S413); 最后取出玻璃基板并烘干使粘合劑固化(S414)。玻璃微粒為球體或多面 體，烘干的溫度在50。C 500。C之間。
圖5為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖，所述示意 圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖5所示，根據(jù)本 發(fā)明第一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池包括基板100、導(dǎo)電透明前電極IIO， p層 120、 i層140和n層160組成的p-i-n光電單元，以及導(dǎo)電背電極170和 背板180。在所迷太陽(yáng)能電池的玻璃基板IOO表面具有由密布的玻璃微粒201組成的膜層200，在空氣中傳播的光400經(jīng)膜層200進(jìn)入玻璃基板100。 其中,玻璃微粒201是球體或多面體。
圖6為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖，所述示意 圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖6所示，根據(jù)本 發(fā)明第二實(shí)施例的太陽(yáng)能電池包括基板100、導(dǎo)電透明前電極IIO， p層 120、 i層140和n層160組成的p-i-n光電單元，以及導(dǎo)電背電極170和 背板180。在太陽(yáng)能電池的玻璃基板100表面具有膜層300，所述膜層300 為疊層結(jié)構(gòu)，疊層結(jié)構(gòu)由多個(gè)層組成，本實(shí)施例以兩層為例，即第一層 200和第二層210，第一層200由密布的玻璃微粒201組成，第二層210 由密布的玻璃微粒211組成，且第二層210的玻璃微粒211的體積大于 第一層200的玻璃微粒201的體積。在空氣中傳播的光400經(jīng)膜層300 進(jìn)入玻璃基板100。各層的玻璃微粒201和211均為球體或多面體。
在本發(fā)明太陽(yáng)能電池的其他實(shí)施例中，膜層300還可以是3層、4 層、5層......，每層均由密布的玻璃微粒構(gòu)成,而且各層的玻璃微粒的體
積沿著從玻璃基板至空氣的方向遞增。
本發(fā)明的太陽(yáng)能電池可以是多晶硅、非晶硅、納米晶硅等基于硅的 薄膜太陽(yáng)能電池，也可以是其它類型的太陽(yáng)能電池，包括多晶硅芯片構(gòu) 成的光伏組件和基于其它半導(dǎo)體薄膜材料的光伏器件。在本發(fā)明的薄膜 太陽(yáng)能電池的其他實(shí)施例中，可以是單結(jié)、也可以是多結(jié)太陽(yáng)能電池。
以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式 上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本 發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況 下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可 能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未M^ 本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任 何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種膜層，其特征在于所述膜層位于太陽(yáng)能電池的玻璃基板表面，由密布的玻璃微粒組成，在空氣中傳播的光經(jīng)所述膜層進(jìn)入所述玻璃基板。
2、 如權(quán)利要求l所述的膜層，其特征在于所述玻璃微粒為球體或 多面體。
3、 一種膜層，其特征在于所述膜層位于太陽(yáng)能電池的玻璃基板表 面，所述膜層為疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù)個(gè)層，各所述層均由 密布的玻璃微粒組成，在空氣中傳播的光經(jīng)所述膜層進(jìn)入所述玻璃基板， 各所述層的玻璃微粒的體積沿玻璃基板至空氣的方向遞增。
4、 如權(quán)利要求3所述的膜層，其特征在于所述玻璃微粒為球體或 多面體。
5、 一種膜層的制造方法，所述膜層位于太陽(yáng)能電池的玻璃基板表面， 所述方法包括提供含有玻璃微粒和粘合劑的溶液； 將玻璃基板浸入所述溶液中； 挽拌溶液使玻璃微粒均勻粘附到玻璃基板表面； 取出玻璃基板烘干使粘合劑固化。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述玻璃微粒為球體或 多面體。
7、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述烘干的溫度為5(TC 500°C。
8、 一種太陽(yáng)能電池，其特征在于所述太陽(yáng)能電池的玻璃基板表面 具有由密布的玻璃微粒組成的膜層，在空氣中傳播的光經(jīng)所述膜層進(jìn)入 所述玻璃基板。
9、 如權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述玻璃微粒為球體或多面體o
10、 如權(quán)利要求9所迷的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述太陽(yáng)能電池 為多晶硅或非晶硅、納米晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。
11、 一種太陽(yáng)能電池，其特征在于所述太陽(yáng)能電池的玻璃基板表 面具有膜層，所述膜層為疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù)個(gè)層，各所 述層均由密布的玻璃微粒組成，在空氣中傳播的光經(jīng)所述膜層進(jìn)入所述 玻璃基板，各所述層的玻璃微粒的體積沿玻璃基板至空氣的方向遞增。
12、 如權(quán)利要求11所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述玻璃微粒 為球體或多面體。
13、 如權(quán)利要求12所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于所述太陽(yáng)能電 池為多晶硅或非晶硅、納米晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種膜層及其制造方法和具有該膜層的太陽(yáng)能電池。所述膜層位于太陽(yáng)能電池的玻璃基板表面，由密布的玻璃微粒組成，在空氣中傳播的光經(jīng)所述膜層進(jìn)入所述玻璃基板。具有該膜層的太陽(yáng)能電池能夠減少入射光在基板表面的損耗，從而提高光利用率和光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)H01L31/0216GK101295738SQ20081008999
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者張迎春, 李沅民, 楊與勝 申請(qǐng)人:福建鈞石能源有限公司