太阳能电池抗反射涂层和形成其的湿化学方法_3

文档序号:8397139阅读:来源:国知局
的范围内的厚度23,且结合以形成ARC层21的纳米棒具有各种密度、长度和直径。图5中示出了结合以形成ARC层21的纳米棒的一些实例。EVA层27形成在ARC层21的上方且防护玻璃31设置在EVA层27的上方。
[0048]图3B示出了在ARC层21形成之前具有EVA层27和防护玻璃31的另一个实施例。在这个实施例中,ARC层21形成在防护玻璃31上。
[0049]在又一个实施例中,使用了两个ARC层,一个位于诸如图3A所示的EVA层27的之下,以及一层位于诸如图3B所示的防护玻璃31之上。
[0050]图4A和图4B示出了形成了两个ARC层的另一个实施例。图4A示出两个ARC层37和39直接形成在TCO层7的上方以及EVA层27和防护玻璃31的下方的实施例。图4B示出两个ARC层37和39形成在防护玻璃31的上方的实施例。在确定期望的R1、制备好溶液以及进行单独的沉积操作之后形成两个ARC层37和39的每个。根据形成两个ARC层的实施例,ARC层有利地形成为具有如由图4A和图4B中的nl和n2所表示的不同折射率,但在一些实施例中,两个ARC层包括相同的折射率。在各个实施例中,制造低于1.5的各种折射率。在一些实施例中,制备了折射率约为1.32的ARC层。
[0051]图5示出根据本发明所形成的纳米棒的各个SEM(扫描电子显微镜)显微图像。图5的SEM显微图像是有代表性的但不限于根据本发明所形成的纳米棒的密度和结构。可以看出,在左上角的一组显微图像中的纳米棒具有基本六边形的截面且在右上角的显微图像中的纳米棒也具有基本六边形的截面。根据本发明,图5的SEM显微图像(每一组均以平面图和透视图进行拍摄)示出结合以形成ARC层的纳米棒的各种结构、形状和密度。产生了各种不同结构、直径和长度的纳米棒,且形成的ZnO纳米棒的各个尺寸和密度决定由纳米棒所形成的ARC层的折射率。
[0052]在一些实施例中,ZnO纳米棒具有介于约200nm至约900nm的范围内的长度、介于约40nm至60nm的范围内的直径,且ZnO纳米棒具有约1.0g/cm2至约103g/cm2的棒密度。
[0053]图6是示出用于在太阳能电池上形成具有期望的折射率的抗反射涂层的一系列步骤的流程图。如上文所述,使用了各种不同的太阳能电池类型,包括但不限于黄铜矿基吸收材料的太阳能电池。
[0054]在“提供具有TCO层的太阳能电池”的步骤101中,提供具有透明导电氧化物(即TCO层)的太阳能电池。在“确定ARC的期望RI/波长”的步骤103中,确定期望的折射率和吸收波长。在步骤105中,“制备具有对应于期望的RI/波长的摩尔浓度的溶液”,使用诸如图1中所示的期望折射率和溶液浓度之间的相关性。基于相关性,制备具有制造期望的折射率的摩尔浓度的溶液。如上文所讨论的,溶液是混合有Zn离子的碱溶液。在“使太阳能电池与溶液接触”的步骤107中,太阳能电池浸在反应釜或以其他方式接触溶液且保持在期望的温度,在各个实施例中,期望的温度通常介于约70°C至90°C的范围内。在一些实施例中,聚四氟乙烯反应釜用于实施太阳能电池与溶液接触以及制造ARC层的反应步骤,且在其他实施例中,使用其他反应釜或其他湿化学溶池。在步骤107中,形成抗反射涂层。在一些实施例中,ARC层设置在TCO层上,且在一些实施例中,ARC层形成在设置在EVA层上方的防护玻璃上方,其中,EVA层设置在TCO层的上方。
[0055]在仅形成一个ARC层的一些实施例中,不需要步骤109、111和113。
[0056]在期望形成第二 ARC层的一些实施例中,实施“确定期望的另一 ARC的RI/波长”的步骤109,以用于形成第二 ARC层,该第二 ARC层通常直接形成在第一 ARC层上。在“制备具有对应于期望的RI/波长的另一摩尔浓度的另一溶液”的步骤111中,基于如上文所讨论的期望折射率与溶液摩尔浓度之间的相关性来形成另一溶液。在各个实施例中,在不同的溶池或反应釜中制备另一溶液。在“使太阳能电池与另一溶液接触”的步骤113中,太阳能电池通过诸如浸在聚四氟乙烯反应釜或其他反应釜中与溶液接触且形成另一 ARC。在一些实施例中,第一 ARC和另一 ARC具有不同的折射率。
[0057]根据一些方面,提供了用于在太阳能电池上形成抗反射涂层的方法。该方法包括:提供具有TCO (透明导电氧化物)层和在其上方的防护玻璃的太阳能电池;以及通过使太阳能电池与包含Zn离子的碱溶液接触且使溶液保持在介于约50°C至100°C的范围内的温度来形成ARC (抗反射涂层)。
[0058]在一些实施例中,包含Zn离子的碱溶液包括HMT ([CH2]6NH4)和游离的Ζη2+/0Η_化学成分。
[0059]在一些实施例中,接触包括将太阳能电池浸在溶液中且游离的Ζη270Η_Κ学成分包括 Zn (NO3)2.6H20。
[0060]在一些实施例中,游离的Ζη2+/0Η_化学成分包括ZnCl2、Zn (NO3) 2和ZnSO4的至少一种。
[0061]在一些实施例中,包含Zn离子的碱溶液包括混合摩尔浓度为约0.0lM至0.1M的HMT ([CH2J6NH4)和游离的Ζη2+/0Η_化学成分。
[0062]在一些实施例中,TCO包括 AZO (ZnO:A1)、GZO (ZnO:Ga)和 BZO (ZnO:B)中的一种,溶液的摩尔浓度介于约0.0lM和0.1M之间,且形成包括保持温度在约70°C至90°C的范围内。
[0063]在一些实施例中,包含Zn离子的碱溶液包括摩尔浓度为约0.0lM至0.1M的NH3或NH4OH碱溶液。
[0064]在一些实施例中,提供步骤进一步包括介于TCO和ARC之间的EVA (乙基醋酸乙烯)膜。
[0065]在一些实施例中,提供步骤进一步包括通过使太阳能电池与包含Zn离子的另一碱溶液接触且保持溶液温度在约50°C至100°C的范围内,在TCO层上和防护玻璃下方形成另一 ARC (抗反射涂层)。
[0066]在一些实施例中,另一 ARC的折射率小于ARC的折射率。
[0067]根据另一个方面,提供了形成太阳能电池的方法。该方法包括:提供具有TCO(透明导电氧化物)层的太阳能电池;确定要形成在太阳能电池上的ARC (抗反射涂层)的期望RI(折射率);制备碱溶液,该碱溶液包含Zn离子且具有摩尔浓度在约0.0lM至约0.1M的范围内的且与期望RI相关联;通过将太阳能电池浸在碱溶液中且保持碱溶液的温度在约70°C至90°C的范围内来形成ARC ;制备另一碱溶液,该碱溶液包含Zn离子且具有在约0.0lM至约0.1M的范围内的另一摩尔浓度且与另一 ARC的期望的另一 RI相关联;以及通过将太阳能电池浸在另一碱溶液中且保持另一碱溶液的温度在约70°C至90°C的范围内来形成另一ARC,其中,RI与另一 RI不同。
[0068]在一些实施例中,期望的RI小于期望的另一 RI。
[0069]在一些实施例中,包含Zn离子的碱溶液包括HMT ( [CH2]6NH4)和游离的Ζη2+/0Η_化学成分。
[0070]在一些实施例中,游离的Ζη2+/0Η_化学成分包括Zn (NO3) 2.6H20。
[0071]在一些实施例中,该方法进一步包括建立摩尔浓度和期望的RI之间的相关性,且摩尔浓
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