太阳能电池仿生抗反射膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池仿生抗反射膜及其制备方法，以其所述仿生抗反射膜包括基体膜，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为主要特征，而所述制备方法，以其制备步骤包括选取生物压印母坯，制取仿生母坯模、制备仿生抗反射模料，旋涂或浇铸反射模料，剥离制得仿生抗反射膜为主要特征。具有结构先进，制备成本低，使用方便，抗反射性能优等特点，是一种能够有效提高太阳能硅晶体电池光电转换效果的仿生抗反射功能膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于太阳能电池能源技 术领域。
技术介绍
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. Ium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。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种，以克服已有技术的 不足。本专利技术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，从而实现本专利技术的目的。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。这是本专利技术的出发点和归宿。基于上述技术构想，本专利技术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，本专利技术主张，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，都是可以作为本专利技术仿生对象的。在上述技术方案中，本专利技术还主张，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Inm IOum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，是本专利技术所优选的。在上述技术方案中，所述基体膜即本专利技术制品，是厚度在0. 02 0. IOmm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，本专利技术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，本专利技术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 °C，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，即制得本专利技术制成品仿生抗反射膜。在上述技术方案中，本专利技术主张，所述仿生生物是蝉翼，或蛾眼，或荷叶。但不局限 于此。在上述技术方案中，本专利技术主张，所述用来制取仿生抗反射基体膜的原料，是PDMS 聚二甲基硅氧烷，或者是PMMA聚甲基丙烯酸甲脂，或者是PS聚苯乙烯，或者是PVC聚氯乙 烯。但不局限于此。在上述技术方案中，本专利技术主张，所述用来制取仿生抗反射膜母坯模的原料，是 PMMA聚甲基丙烯酸甲脂，或者是PS聚苯乙烯，或者是PVC聚氯乙烯。但不局限于此。上述技术方案得以实施后，本专利技术所述仿生抗反射膜制备方法所具有的制备方法 先进，生产成本较低，制成品抗太阳光反射作用强等特点，是显而易见的。附图说明图1是本专利技术一种具体实施方式的主视示意图(放大)；图2是图1的俯视图；图3是蝉翼生物表面的电镜子照片。通过图3我们可以直观地明了本专利技术所述仿生抗反射层2的三维微纳米结构。 具体实施例方式以下对照附图，通过具体实施方式的描述，对本专利技术作进一步说明。具体实施方式之一，如附图1、2所示。一种太阳能电池仿生抗反射膜，包括基体膜1，在所述基体膜1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1互为一体同一材质的仿生抗反射 层2。所述仿生抗反射层2，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。所述仿生抗反射层2的微纳米结构，是由众多深度< 200nm，顶部尺寸和基底部尺寸在 Inm IOum范围内呈锥台状的突起3所组成的，且所述众多突起3呈队列方陈布置。所述 基体膜1，是厚度在0. 02 0. IOmm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。本专利技术所述仿生抗反射膜初样试用结果显示，其反射率ε测量平均值在5 6% (400C )范围内，而其每Im2的制备成本在2 2. 5元RMB范围内，取得了明显的效益，实现 了本专利技术的初衷。 本专利技术所述仿生抗反射膜的使用范围不受本说明描述的限制。具体实施方式之二，如附图1 3所示。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，该制备方法包括以下步 骤a、选取完整的所述生物蝉翼作为压印母坯，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 °C，压力为 490 510N，压印时间为90 110S，制得橡塑仿生母坯模(即阴模)；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(复原原压印母坯蝉翼生物表面结构)；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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池仿生抗反射膜，其特征在于，包括基体膜（１），在所述基体膜（１）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（１）互为一体同一材质的仿生抗反射层（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙洪文，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]