[发明专利]表面镀膜结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种表面镀膜结构及其制造方法，特别是一种适用于太阳能热电系统的表面镀膜结构及其制造方法。

背景技术

目前，国际能源价格逐渐高涨，各国均致力于太阳能的研究及应用，以获得便宜且无环境污染的能源。太阳能的应用主要分为太阳能电池及太阳能热电两类。太阳能电池能将接受到的阳光直接转换成电能，适用阳光充足的地区。大部分的太阳能电池只能将10~20%的阳光转换成电能，其它大部分阳光则无法利用而转换为热能或辐射回归大气。

太阳能热电可将太阳光吸收转换为热能，以加热吸收体内的工作液体产生动能，从而推动发电机发电，其发电效率可达30%，但仍然需要进一步提升太阳光吸收效率及热能转换成电能的效率。

发明内容

鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的就是提供一种表面镀膜结构及其制造方法，以增强太阳能热电系统吸收太阳能的效率。进一步地，本发明更可通过湿式蚀刻法或干式蚀刻法形成表面镀膜的立体多孔陷光结构，使射入表面镀膜结构的太阳光不致轻易反射脱离，以增强本发明的表面镀膜结构的太阳光吸收机率。

根据本发明的目的，提出一种表面镀膜结构，包含基板、缓冲中介层、吸收层及抗反射层。缓冲中介层覆盖于基板之上，吸收层覆盖于缓冲中介层上，吸收层用以吸收并转换太阳光成为热能，缓冲中介层用以缓冲因吸收热能引起的基板与吸收层的热膨胀。抗反射层覆盖于吸收层上，用以降低太阳光反射率，增加吸收层吸收光线比例及进一步提升陷光效果。

进一步地，基板的热传导系数为30(W/m.K)至430(W/m.K)。

进一步地，缓冲中介层的材质为多孔硅(porous Si)、金属氧化物、金属硅化物或是多孔性金属。

进一步地，吸收层是一立体多孔状陷光结构。进一步地，吸收层的材质可为奈米晶硅(nanocrystalline silicon,nc-Si)、多晶硅(polycrystalline silicon,poly-Si)、微晶硅(microcrystalline silicon,μc-Si)、奈米、多晶或微晶硅基材料、奈米晶锗(nanocrystallinegermanium,nc-Ge)、多晶锗(polycrystalline germanium,poly-Ge)或微晶锗(microcrystalline germanium,μc-Ge)，但不以此为限。

进一步地，抗反射层的折射率需要小于吸收层。

其中，抗反射层为单一折射率的均质层。

其中，抗反射层为折射率渐变的材质层，其改变方式为由与空气接触面至与吸收层贴合面逐渐增加，但不以此为限。

其中，抗反射层包含至少两相异折射率的均质内层，且抗反射层的太阳光吸收频带为所有均质内层的太阳光吸收频带的总和。

根据本发明的再一目的，提出一种表面镀膜结构的制造方法，此表面镀膜结构的制造方法包含下列步骤：提供一基板；形成一缓冲中介层覆盖在基板上；形成一吸收层覆盖在缓冲中介层上，吸收层用以吸收并转换太阳光成为热能，缓冲中介层用以缓冲已吸收热能引起的基板与吸收层的热膨胀；形成一抗反射层，覆盖于吸收层上。

进一步地，形成吸收层的方法包括下列步骤：利用电浆增强化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition,PECVD)法或物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)法在缓冲中介层上长出一硅基材质层或一锗基材质层，例如非晶硅(a-Si)层；进行一退火程序，将硅基材质层或锗基材质层转换为多晶硅层、微晶硅层、多晶锗层或微晶锗层；以湿式蚀刻法或干式蚀刻法处理吸收层表面，以形成立体多孔状陷光结构。

其中，形成吸收层的方法又包括下列步骤：利用电浆增强化学气相沉积法或物理气相沉积法在缓冲中介层上长出一硅基材质层或一锗基材质层，例如非晶硅(a-Si)层；以湿式蚀刻或干式蚀刻处理吸收层表面，以形成立体多孔状陷光结构；进行一退火程序，将硅基材质层或锗基材质层转换为多晶硅层、微晶硅层、多晶锗层或微晶锗层。

进一步地，形成抗反射层的方法包含下列步骤：利用电浆增强化学气相沉积或是物理气相沉积在吸收层上长出一非晶形材质层，以使吸收层与贴合其上的非晶形材质层共同构成立体多孔状陷光结构；进行一退火程序，将非晶形材质层转换为对应的多晶材质层或微晶材质层。