截面图；
[0033]图4A和图4B是根据本发明的实施例示出具有形成在太阳能电池上方的两个ARC层的另一个实施例的截面图；
[0034]图5示出根据本发明所形成的且用作ARC层的纳米棒的各个SEM显微图像；以及
[0035]图6是根据本发明的一个实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0036]本发明提供了使用湿化学工艺在太阳能电池上形成抗反射层的方法和具有由ZnO基纳米棒所形成的抗反射层的太阳能电池。
[0037]本发明使用自组装纳米棒，即具有纳米级别尺寸的小棒，且在没有任何催化剂的化学溶液中生成该纳米棒。这些纳米棒在暴露于湿化学溶液的表面上生长，不需要任何催化剂。在各个实施例中，自组装纳米棒形成为具有诸如六边形、方形和圆形的不同截面形状。通过调节工艺控制纳米棒的直径和长度来调整由纳米棒所形成的ARC层的折射率。通过建立折射率和溶液摩尔浓度之间的相关性以及制备和使用期望摩尔浓度的溶液来实现调节工艺。在一些实施例中，通过使太阳能电池与包含Zn离子的碱溶液接触来形成纳米棒。在一些实施例中，纳米棒由各种摩尔浓度的HMT ([CH2J6NH4)和游离的Ζη2+/0Η_化合物(dissociative Zn2+/0H_chemical compound)形成。在一些实施例中，纳米棒由在诸如NH3或NH4OH碱溶液的溶液中的各种摩尔浓度的游离的Ζη2+/0Η-化合物形成。在其他实施例中，使用具有Zn离子的其他碱溶液。改变溶液中[HMT/游离的Ζη270Η_]成分的摩尔浓度，以改变所形成的纳米棒的纳米级长度和纳米级直径，由此改变ARC的折射率。
[0038]在一些实施例中，ARC直接形成在太阳能电池的TCO层上方。本发明的方法和抗反射层用于使黄铜矿薄膜太阳能电池和各种其他类型的太阳能电池的效率最大化。在一些实施例中，EVA (乙基醋酸乙烯)层形成在ARC层的上方且防护玻璃形成在ARC层的上方。在其他实施例中，防护玻璃位于TCO层的上方的适当位置处且ARC形成在玻璃表面上方。在一些实施例中，根据本发明形成两层ARC膜。在一些实施例中，两层ARC膜中的一层直接形成在另一层上方且具有不同的折射率。
[0039]图1是示出溶液中Zn (NO3)2AMT的摩尔浓度和由溶液所形成的纳米棒的直径和长度之间的相关性的曲线图。要注意的是，像长度一样，直径也是纳米级的，因此被称为“纳米棒”。图1仅代表使用Zn(NO3)2和HMT的一个实施例，且在其他实施例中，使用包括HMT和游离的Ζη2+/0Η-化学物质的其他溶液。在本发明的各个实施例中，Ζη2+/0Η-游离化学成分是ZnCl2或ZnS04。在一个具体实施例中，Ζη2+/0Η_游离化学成分是Zn(NO3)2.6H20。在其他实施例中，使用其他Ζη2+/0Η_游离材料。
[0040]在其他实施例中，使用包括Zn离子的其他碱溶液，且在一些实施例中，碱溶液是NH3或NH4OH碱溶液。在本发明的各个实施例中，各种含Zn游离材料用于产生Zn离子。[0041 ] 在每个实施例中，以特定的比率制备含Zn的游离化合物和诸如HMT( [CH2]6順4)的碱溶液且改变溶液中这两种材料的组合的摩尔浓度。在一些实施例中，溶液是NH3,且在一些实施例中，溶液是NH4ON碱溶液，但是在其他实施例中，使用其他溶液。
[0042]在各个实施例中，使用各种Zn2+/0H_:HMT比率且改变特定比率的摩尔浓度以产生具有诸如图1所示的相关性的曲线图。在Ζη2+/0Η_游离化合物是Zn (NO3) 2的一些实施例中，使用各种Zn (NO3)2 =HMT比率且改变特定比率的摩尔浓度以产生具有诸如图1所示的相关性的曲线图。换句话说，对于各种不同比率的Zn(NO3)2:HMT，获得了图1所示的摩尔浓度与纳米棒的直径和长度的曲线图。在该实施例中，随着[Zn2+]和[HMT]的摩尔浓度增大，在一些区域中，棒的长度减小而棒的直径增大。此外，在其他实施例中，使用不同的Zn2+Affl-游离化合物与HMT组合。而且，在其他实施例中，使用不同的Ζη2+/0Η_游离化合物与各种碱溶液组合。建立特定比率的溶液成分的摩尔浓度与纳米棒的直径和长度之间的相关性。此外，建立具有特定直径和长度的纳米棒与折射率之间的相关性。在各个实施例中，可以通过诸如测量折射率的实验方法获得这种相关性。根据本发明形成具有各种不同结构的纳米棒。在一些实施例中，纳米棒的截面是六边形的，且在其他实施例中，纳米棒的截面是方形或圆形的。对于每种Zn(NO3)2 =HMT比率，本发明都提供了溶液摩尔浓度和由纳米棒形成的抗反射涂层的折射率之间的相关性。
[0043]本发明本身使本领域技术人员能够通过选择Zn(NO3)2 =HMT比率(或其他Ζη27θΗ_:碱溶液比率)且使用对应于纳米棒的特定数量和期望折射率的溶液中的Zn (NO3)2/HMT的浓度制造具有期望的折射率的抗反射涂层。在一些实施例中，使用约1.32的折射率，在其他实施例中，使用约1.37的折射率，在其他实施例中，使用约1.46的折射率，但是各种其他折射率也被使用且可扩展到其他实施例中。
[0044]通过改变棒的直径、棒的长度和棒的密度(B卩，体积百分比，可以通过布鲁格曼(Bruggeman)有效中值近似来预测和计算体积百分比)可以调整由自组装纳米棒所形成的ARC的折射率。
[0045]图2A是太阳能电池的一个实施例的截面图。太阳能电池I包括吸收层3和背接触层5。在一些实施例中，吸收层3是CIGS层且背接触层5是钥材料，但是在其他实施例中，其他材料被用作吸收层3和背接触层5。太阳能电池I还包括透明导电氧化物层7。在一些实施例中，透明导电氧化物层7是AZO、掺铝ZnO，且在其他实施例中，透明导电氧化物层7是GZO、掺镓ZnO，且在又一实施例中，透明导电氧化物层7是BZO、掺硼ZnO或其他合适的材料。在一些实施例中，1-ZnO窗口层9和缓冲层11介于透明导电氧化物层7和吸收层3之间。在其他实施例中，不使用1-ZnO窗口层9和缓冲层11中任一层或两层。缓冲层11可以包括一个或几个缓冲层。吸收表面15是太阳光通过其进入太阳能电池I并且最终在吸收层3中被吸收的表面，从而太阳光在吸收层3中转换为电能。
[0046]图2B示出了浸入溶液19中的图2A的太阳能电池I。本发明提供了接触溶液19的太阳能电池，且在一些实施例中，太阳能电池I浸在溶池、反应釜或其他合适的工具内的溶液中。在一些实施例中，浸溃发生在聚四氟乙烯反应釜中，但在其他实施例中，使用其他工艺装置。在各个实施例中，溶液19是如上文所讨论的溶液，即，溶液19包括HMT材料和诸如上文所讨论的Ζη2+/0!Γ游离材料的组合。溶液19具有如上文所讨论的各个摩尔浓度且不需要催化剂。相反，通过使太阳能电池I与溶液19接触且保持合适的温度，自生成纳米棒。在一些实施例中，使用介于约50°C至100°C的范围内的温度，且在一些实施例中，使用介于约70°C至90°C的范围内的温度，且在各个实施例中，使用不同的特定温度。根据期望的纳米棒的长度，与溶液19的接触发生的时间通常介于约30分钟至约360分钟的范围内。
[0047]现在参见图3A和图3B，示出了由纳米棒所形成的ARC层。图3A示出由多个纳米棒形成的位于吸收表面15上方以及TCO层7的上方的ARC层21。在各个实施例中，ARC层21包括在介于约1nm至约500nm