專利名稱：太陽能百葉窗的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能百葉窗的葉片，這種葉片的制備方法，以及用這種葉片制備的百葉窗。本發(fā)明的葉片上設置有光-電能量轉(zhuǎn)化器件和連接導線。
背景技術(shù)：
隨著人類科學技術(shù)的發(fā)展，對能源的需求不斷增加，對新能源的開發(fā)受到廣泛的關注。太陽能作為一種新型的清潔能源，具有分布廣泛，對環(huán)境無害，可以長久使用等特點。 因此，充分利用太陽能成為解決世界能源問題的重要途徑。百葉窗作為一種遮光裝置與太陽能電池結(jié)合，即能利用照射到百葉窗上的太陽能，又有不影響百葉窗的美觀以及遮光的功能。在中國專利200720170836中涉及了一種太陽能百葉窗。其由一組鋁基板和安裝在鋁基板上的太陽能電池組組成。專利200910113368給出了一種自動跟蹤太陽光移動軌跡的太陽能百葉窗。專利201010039683給出了一種帶有能量存儲裝置和LED發(fā)光體的太陽能百葉窗，實現(xiàn)了對太陽能的存儲并兼具照明功能?，F(xiàn)有的硅太陽能電池有一個缺點，即當太陽光照射到電池表面時會發(fā)生反射，對于平面的硅太陽能電池，其反射率約為34%。如果能利用這部分能量，就可以大幅提高太陽能百葉窗的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)不足，能降低太陽光照射到電池表面時的反射， 并且能充分利用太陽光照射到電池表面時的反射光能量的百葉窗葉片，同時提供這種葉片的制備方法和用這種葉片制備的百葉窗。本發(fā)明葉片的上下兩個表面上均設置可進行光-電能量轉(zhuǎn)化的器件。用這種百葉窗葉片制成的百葉窗在使用中位于下面一層的葉片下面反射的太陽光可被反射到其上一層葉片的背面并轉(zhuǎn)化為電能，這樣就可以充分利用太陽能，提高太陽能的轉(zhuǎn)化率。本發(fā)明的葉片可以為硅片，特別是單晶硅片。本發(fā)明的硅片的一個面上的光-電能量轉(zhuǎn)化的器件的表面可以帶有有陷光結(jié)構(gòu)， 這里所述的“一個面”是指葉片的背面。本發(fā)明的太陽能百葉窗的葉片也可是只在葉片的正面設置有可進行光-電能量轉(zhuǎn)化的器件，而在光-電能量轉(zhuǎn)化的器件的表面帶有陷光結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述的表面帶有陷光結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)化器件的制備方法是將經(jīng)清洗處理后的硅片用氫氟酸浸泡清洗再洗去表面的氧化層，再用無電沉積或磁控濺射的方式通過控制沉積時間或磁濺射時間方式在清潔的硅片表面自然沉積一層不連續(xù)的銀膜，再用質(zhì)量分數(shù)約為10%的氫氟酸和0.6%的雙氧水的溶液刻蝕硅片，在硅片表面形成硅納米線陣列，將經(jīng)前述處理后的硅片用質(zhì)量分數(shù)高于40%的濃硝酸浸泡處理去除殘余的銀，再進行擴散處理，擴散時當硅片為P型材料時用磷烷為擴散源，當硅片為η型材料時以硼烷為擴散源進行高溫擴散處理，使表面帶有納米線陣列的硅片上形成摻雜層，再用涂膠和光刻的方法在硅片表面形成第一個梳齒狀區(qū)域，使用SF6進行反應離子刻蝕去除梳齒狀區(qū)域內(nèi)的摻雜層， 露出內(nèi)部本征硅片材料，然后再在硅片上用涂膠和光刻的方法形成第二個梳齒狀區(qū)域，并使第二個梳齒狀區(qū)域的梳齒與第一個梳齒交錯布置，呈齒插狀結(jié)構(gòu)，最后在兩個梳齒狀區(qū)域內(nèi)分別通過沉積或濺射方法制出電極，做成附圖2中所示的結(jié)構(gòu)?；蛘?，將硅片首先使用丙酮，異丙醇，去離子水各超聲清洗，然后放入體積比3 1 的濃硫酸和體積濃度為35%的雙氧水的混合溶液中處理去除硅片表面的污染物，再用氫氟酸浸泡處理后用大量去離子水沖洗以去除表面氧化層，再將此硅片浸泡如4. 6M的氫氟酸與0. 02M的硝酸銀的水溶液中浸泡處理，然后用濃硝酸浸泡處理去除殘余的銀，再進行擴散處理，擴散時當硅片為P型材料時用磷烷為擴散源，當硅片為η型材料時以硼烷為擴散源進行高溫擴散處理，使表面帶有納米線陣列的硅片上形成摻雜層，再用涂膠和光刻的方法在硅片表面形成第一個梳齒狀區(qū)域，使用SF6進行反應離子刻蝕去除梳齒狀區(qū)域內(nèi)的摻雜層，露出內(nèi)部本征硅片材料，然后再在硅片上用涂膠和光刻的方法形成第二個梳齒狀區(qū)域，并使第二個梳齒狀區(qū)域的梳齒與第一個梳齒交錯布置，呈齒插狀結(jié)構(gòu)，最后在兩個梳齒狀區(qū)域內(nèi)分別通過沉積或濺射方法制出電極，形成附圖2中所示的結(jié)構(gòu)。如前所述，采用本發(fā)明的兩面均帶有光-電能量轉(zhuǎn)化的器件的葉片制做太陽能百葉窗，可以充分利用太陽能，可在不增加葉片數(shù)量的前提下提高太陽能轉(zhuǎn)化變電能的轉(zhuǎn)化率；當采用本發(fā)明的單面設置有其表面帶有陷光結(jié)構(gòu)光-電能量轉(zhuǎn)化的器件制做太陽能百葉窗時，由于其葉片表面的特性，可將從其表面反射的太陽能大大減少，這樣也就實現(xiàn)了提高能量轉(zhuǎn)化率目的；而當采用本發(fā)明的兩面均帶有光-電能量轉(zhuǎn)化的器件，且其背面的帶有光-電能量轉(zhuǎn)化的器件的表面還有陷光結(jié)構(gòu)的葉片制做太陽百葉窗時，可進一步提高太陽能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率。


附圖1為本發(fā)明的兩面均設置有光-電能量轉(zhuǎn)化器件的葉片制伏的百葉窗在使用時太陽光在葉片上反射并被上一層葉片背面再吸收的示意圖。附圖2雙面設計的背面結(jié)構(gòu)。附圖3做陷光處理之后的表面的納米線示意圖。附圖4只做單面的時候背面的結(jié)構(gòu)。圖中1為百葉窗葉片，2為太陽光，3為經(jīng)擴散后形成的摻雜層，4為太陽能電池的一個電極(如果是P型材料摻雜后，這個電極是正極)，5為去除摻雜層后露出的硅材料層， 6為太陽能電池的另一個電極(如果是P型材料摻雜后，這個電極是負極)，7為摻雜層表面，8為硅材料，9為硅納米線陳列，10去掉的背面摻雜層的硅片，11為硅片去處表面摻雜層并做電極的區(qū)域。
具體實施例方式本發(fā)明以下結(jié)合

如附圖1所示，本發(fā)明的葉片為硅片，其兩面均設置有光-電能量轉(zhuǎn)化器件，即太陽能電池，而且可以是現(xiàn)有的太陽能電池。用這種葉片所制備的百葉窗在使用時，當陽光2CN 102536085 A照射在葉片1上，其中一部分光線被表面反射，這部分光線2被反射到上一層葉片1的背面，就會被上一層的葉片背面吸收。以下為本發(fā)明的帶有陷光結(jié)構(gòu)的和光-電轉(zhuǎn)化器件的葉片具體制作方法第一種方法是使用拋光的硅片作為原材料。材料表面上的納米線陣列的制備方法為硅片首先使用丙酮，異丙醇和去離子水各超聲清洗十分鐘，以確保表面清潔，然后使用氫氟酸浸泡5-10分鐘然后用大量去離子水沖洗以去除表面氧化層。然后使用無電沉積的方式在清潔的硅片表面沉積一層不連續(xù)的銀膜，此步驟將硅片0. 025M的硝酸銀溶液中浸泡4-6s，控制浸泡時間，使銀在硅片表面不連續(xù)沉積，最終使硅表面局部位置帶有細小的銀斑點。然后將硅片浸入質(zhì)量分數(shù)約為10%的氫氟酸和0.6%的雙氧水的溶液中浸泡 5-10分鐘，然后用濃硝酸浸泡5-10分鐘取出殘余的銀，得到長度在1-2微米之間的硅納米線陣列。參見附圖3。第二種方法是將硅片首先使用丙酮，異丙醇，去離子水各超聲清洗10分鐘，然后放入體積比3 1的濃硫酸和雙氧水(35% )的混合溶液中處理2小時以去除硅片表面的污染物。之后用氫氟酸浸泡5-10分鐘然后用大量去離子水沖洗以去除表面氧化層。之后將此硅片浸泡如4. 6M的氫氟酸與0. 02M的硝酸銀的水溶液中浸泡5-10分鐘，然后用濃硝酸浸泡5-10分鐘取出殘余的銀，得到長度在1-2微米的硅納米線陣列。按以上任一種方法形成的帶有納米線陣列的硅片表面參見附圖3。在制備出表面的納米線陣列(即陷光結(jié)構(gòu))后，進行擴散處理當硅片為P型材料時用磷烷為擴散源，當硅片為η型材料時以硼烷為擴散源進行高溫擴散處理，得到有p-n結(jié)和納米線陣列的硅片。如果是制作單面的結(jié)構(gòu)，使用反應離子刻蝕的方法去掉背面的摻雜層，然后使用光刻或者用掩模的方法在附圖4中的11區(qū)域制作電極，正面制作有幾條主干及細分支組成的珊網(wǎng)狀電極。如果制作雙面結(jié)構(gòu)，用涂膠和光刻的方法在硅片背面形成第一個梳齒狀區(qū)域5，參見附圖2，使用SF6進行反應離子刻蝕去除梳齒狀區(qū)域內(nèi)的摻雜層，露出內(nèi)部本征硅片材料， 然后在此區(qū)域內(nèi)制作略小的第二個梳齒狀區(qū)域，區(qū)域外制作第三個梳齒狀區(qū)域，并使第二個梳齒狀區(qū)域的梳齒與第三個梳齒交錯布置，呈齒插狀結(jié)構(gòu)，最后在兩個梳齒狀區(qū)域內(nèi)分別通過沉積或濺射方法制出電極4和電極6。雙面結(jié)構(gòu)的正面可以不制作陷光結(jié)構(gòu)，而使用現(xiàn)有單晶硅太陽能電池工藝制作。本發(fā)明的兩面設置有太陽能電池的葉片制備的百葉窗在如果不設置陷光結(jié)構(gòu)，經(jīng)兩次反射之后反射掉的能量大于總能量的9%，在葉片的一面使用陷光結(jié)構(gòu)后，所損失的能量可以低于總能量的1%。與其相比，采用現(xiàn)有的太陽能百葉窗，其能量損失大于30%。
權(quán)利要求
1.一種太陽能百葉窗的葉片，包括設置于葉片上的光-電能量轉(zhuǎn)化器件和連接導線， 其特征在于葉片的上下兩個表面上均設置可進行光-電能量轉(zhuǎn)化的器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能百葉窗的葉片，其特征在于葉片為硅片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能百葉窗的葉片，其特征在于位于硅片的一個面上的光-電能量轉(zhuǎn)化的器件的表面具有陷光結(jié)構(gòu)。
4.一種太陽能百葉窗的葉片，葉片的正面設置有可進行光-電能量轉(zhuǎn)化的器件，其特征在于光-電能量轉(zhuǎn)化的器件的表面帶有陷光結(jié)構(gòu)。
5.權(quán)利要求3或4所述的表面帶有陷光結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)化器件的制備方法，其特征在于將經(jīng)清洗處理后的硅片用氫氟酸浸泡清洗再洗去表面的氧化層，再用無電沉積或磁控濺射的方式通過控制沉積時間或磁濺射時間方式在清潔的硅片表面自然沉積一層不連續(xù)的銀膜，再用質(zhì)量分數(shù)約為10%的氫氟酸和0.6%的雙氧水的溶液刻蝕硅片，使硅片表面形成硅納米線陣列，將經(jīng)前述處理后的硅片用質(zhì)量分數(shù)高于40%的濃硝酸浸泡處理去除殘余的銀，再進行擴散處理，擴散時當硅片為P型材料時用磷烷為擴散源，當硅片為η型材料時以硼烷為擴散源進行高溫擴散處理，使表面帶有納米線陣列的硅片上形成摻雜層，再用涂膠和光刻的方法在硅片表面形成第一個梳齒狀區(qū)域，使用SF6進行反應離子刻蝕去除梳齒狀區(qū)域內(nèi)的摻雜層，露出內(nèi)部本征硅片材料，然后再在硅片上用涂膠和光刻的方法形成第二個梳齒狀區(qū)域，并使第二個梳齒狀區(qū)域的梳齒與第一個梳齒交錯布置，呈齒插狀結(jié)構(gòu)，最后在兩個梳齒狀區(qū)域內(nèi)分別通過沉積或濺射方法制出電極。
6.權(quán)利要求3或4所述的表面帶有陷光結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)化器件的制備方法，其特征在于將硅片首先使用丙酮，異丙醇，去離子水各超聲清洗，然后放入體積比3 1的濃硫酸和體積濃度為35%的雙氧水的混合溶液中處理去除硅片表面的污染物，再用氫氟酸浸泡處理后用大量去離子水沖洗以去除表面氧化層，再將此硅片浸泡如4. 6Μ的氫氟酸與0. 02Μ的硝酸銀的水溶液中浸泡處理，然后用濃硝酸浸泡處理去除殘余的銀，再進行擴散處理，擴散時 當硅片為P型材料時用磷烷為擴散源，當硅片為η型材料時以硼烷為擴散源進行高溫擴散處理，使表面帶有納米線陣列的硅片上形成摻雜層，再用涂膠和光刻的方法在硅片表面形成第一個梳齒狀區(qū)域，使用SF6進行反應離子刻蝕去除梳齒狀區(qū)域內(nèi)的摻雜層，露出內(nèi)部本征硅片材料，然后再在硅片上用涂膠和光刻的方法形成第二個梳齒狀區(qū)域，并使第二個梳齒狀區(qū)域的梳齒與第一個梳齒交錯布置，呈齒插狀結(jié)構(gòu)，最后在兩個梳齒狀區(qū)域內(nèi)分別通過沉積或濺射方法制出電極。
7.用權(quán)利要求1至4所述的任一太陽能百葉窗的葉片制備百葉窗，并使各葉片相互串聯(lián)或者并聯(lián)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種太陽能百葉窗的葉片、葉片的制備方法，以及用這種葉片制備的百葉窗。本發(fā)明的葉片為硅片，其具體的結(jié)構(gòu)可以是在硅片的正、背面上設置的光-電能量轉(zhuǎn)化的器件；或者在硅片的正設置的光-電能量轉(zhuǎn)化的器件，同時在背面的設置其表面帶有陷光結(jié)構(gòu)的光-電能量轉(zhuǎn)化的器件；或者僅在硅片的一面設置有其表面帶有陷光結(jié)構(gòu)的光-電能量轉(zhuǎn)化的器件。用前述葉片制備的百葉窗可以充分利用太陽能，可在不增加葉片數(shù)量的前提下提高太陽能轉(zhuǎn)化變電能的轉(zhuǎn)化率。
文檔編號E06B9/38GK102536085SQ20121001302
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者吳巍煒, 張連珠, 成立, 秦勇 申請人:蘭州雙龍?zhí)柲芸萍加邢薰?br>