[发明专利]制造用于光伏器件的纹理板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造聚合物盖板的方法。

所获得的聚合物盖板可被直接用作用于光伏器件的盖板或者通过使用合适的粘合剂而被施加到透明基底的表面之一。包含一个或多个聚合物盖板的透明基底可被用作用于光伏器件的另一盖板或在该盖板顶上。

背景技术

太阳能电池(光伏电池或光伏器件)被普遍用于将光能转换成电能。该效应称为光伏效应。太阳能电池包含有源层，该有源层由光吸收材料构成，该光吸收材料在暴露于光时产生电荷载流子。在光伏器件中普遍使用的有源层为硅。然而，可遇到各种材料，例如砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)或二硒化铜铟镓(CIGS)。在有源层中产生的电荷被分离到传输电的导电接触。由于有源层的薄且脆的性质，通常通过透明盖板(普遍为玻璃)防止有源层受到外部影响。该盖板位于光源与有源层的光接收侧之间。多数情况下，单个太阳能电池不能产生用于希望目的的足够电力，因此多个电池连接在一起形成较大类型的光伏器件。使用电池的组件来形成太阳能模块，太阳能模块又被连接成光伏阵列。单独的电池被用于对诸如计算器或电子表的小器件供电。模块或光伏阵列例如安装在房屋的屋顶上或诸如船、交通信号或航天器的离网型应用。

本领域公知有源层和盖板都会反射入射到光伏器件的光的一部分。特别地，有源层的高折射率引起大的反射损耗，在硅的情况下，反射损耗可超过入射光的30％。由于反射光不能被转换成电能，因此这些反射损耗导致光伏器件的效率的大的降低。

本领域公知可通过将表面纹理施加到盖板而降低光伏器件的反射损耗。表面纹理降低了有源层的反射损耗(称为“俘获”)和盖板的反射损耗(称为“抗反射”)。由于需要足够的强度来确保长期的户外耐用性，所述表面纹理的尺寸总是在毫米范围。较小的结构较容易受到损伤，而较大的结构需要过多的材料并因而导致高产品成本。可以使用不同的表面纹理，例如金字塔纹理的阵列(WO03/046617)、V形槽(G.A.Landis，21^stIEEE photovoltaic specialist conference，1304-1307(1990))、圆形坑(P.Sánchez-Friera，IEEE 4^th World Conference on photovoltaic energy conversion，2156-2159(2006))或将由通过n边形(其中n等于4或更大)表面连接的基面(base)和顶点构成的结构(WO2009059998)施加到盖板以降低所述板的反射损耗并提高光的投射。根据模型研究，这些盖板可将光伏器件的效率最高提高6％(U.Blieske et al，3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion，188-191(2003))。

然而，实践中，结果要低于6％，通常获得不高于3％的改善。该低性能可归因于制造工艺。表面纹理通过热轧而被普遍施加到玻璃或聚合物盖板(WO2005111670，WO03/046617)。这是用于以快速制造工艺产生毫米尺寸结构的典型技术。利用该技术，通过加热而软化要被纹理化的材料。通过与硬(通常为金属)模具机械接触而对软化的材料纹理化。为了固定纹理，将材料冷却到室温，在室温下，该材料硬化。由于聚合物和玻璃二者都具有变形回到其未被纹理化的平面形状的趋势，因而产生问题。该弛豫是由聚合物和玻璃的粘弹性特性引起的。在热轧期间，材料在仍是软的时离开模具，由此变形，导致模具中的雕纹(relief)的不完美复制。结果，盖板上的纹理的最终形状从其理想形状变形。通过不完美纹理化的盖板实现的光伏器件的性能提高当然要低于通过完美纹理化的盖板实现的光伏器件的性能提高。