[发明专利]用于制造具有光伏直立物的三维超颖材料装置的方法

说明书

相关申请案

本申请案主张以下专利申请案的优先权：2013年3月14日申请的第13/830,295号美国专利申请案；2013年3月15日申请的第13/841,687号美国专利申请案；及2013年4月19日申请的第13/866,387号美国专利申请案。第13/830,295号、第13/841,687号及第13/866,387号美国申请案的全部内容特此以引用方式并入。

技术领域

本申请案大体上涉及光伏装置，且更具体来说，涉及制造以大量光伏直立物为特征的光伏电池的方法。

背景技术

太阳能是流行的清洁能源，但其一般比其化石燃料竞品(例如，石油、煤炭及天然气)及其它传统能源(例如，水力发电)更昂贵。通常，太阳能因为具有平面配置的传统光伏电池通常具有低总效率而相对昂贵。总效率是基于当太阳飞越天空时在一整天中从太阳能面板产生的总电力。总效率不同于理论效率，所述理论效率为由光伏电池以零入射角(例如，当太阳在超颖材料正上方时的瞬间)转换成电的光能的分率。因此，需要高总效率的光伏电池来使太阳能与化石燃料及传统能源具有成本竞争性。

发明内容

可使用制造及组装的各种实施例方法来生产由多个光伏直立物形成的光伏电池，所述光伏直立物的光伏材料及导电材料经配置以展现高光子吸收及内反射概率。由于高光子吸收及内光子反射概率，光伏直立物的光伏电池在将光能转换成电能方面展现高总效率。实施例光伏电池的高总效率可导致效率增大且导致从光伏电池的电力产生更多。

在各种实施例中，印刷技术可用于在制造超颖材料装置时确保高产量及低缺陷。高产量及低缺陷可减少制造成本以使实施例超颖材料装置能够达到电网平价。在各种实施例中，芯体或通孔阵列可由原版模板制造。实施例辊到腹板系统及方法可由原版模板产生子模板或主腹板以保护原版模板免受重复处理，由此减少缺陷。实施例腹板到板系统及方法可在衬底上由主腹板产生芯体或通孔阵列。主腹板或板可经受进一步处理(沉积光伏层、导电层等等)以产生实施例超颖材料装置。

附图说明

并入本文中且构成本说明书的部分的附图说明本发明的示范性实施例，且与上文给出的一般描述及下文给出的详细描述一起用于解释本发明的特征。

图1A为实施例光伏直立物的横截面俯视图。

图1B为实施例光伏直立物的横截面侧视图。

图2A为定位在平坦衬底上的光伏直立物阵列的实施例超颖材料的透视图。

图2B为定位在平坦衬底上的光伏直立物的实施例超颖材料阵列的横截面侧视图。

图3A为实施例超颖材料的透视图，其中光伏直立物阵列定位在波纹化衬底上。

图3B为实施例超颖材料的横截面侧视图，其中光伏直立物阵列定位在波纹化衬底上。

图4A为实施例超颖材料的透视图，其中光伏直立物阵列定位在波纹化衬底的交替倾斜衬底表面上。

图4B为实施例超颖材料的横截面侧视图，其中光伏直立物阵列定位在波纹化衬底的交替倾斜衬底表面上。

图5为定位在背对或面向赤道的结构的倾斜平面上的图2A、3A及4A所展示的实施例的说明。

图6A到6H为说明用于形成用于超颖材料装置冲压工艺的光伏直立物阵列的实施例方法的横截面侧视图。

图6I到6K为说明用于使用模制工艺形成光伏直立物阵列的实施例方法的横截面侧视图。

图7A、7B及7C为用于形成衬底且在成形衬底上形成芯体阵列的模制工艺实施例的侧视图。

图8为说明图6A到6K及7A到7C所说明的实施例方法的工艺流程图。

图9A到9J为说明用于形成用于超颖材料装置的直立物阵列的镀敷工艺的实施例方法的横截面侧视图。

图10说明用于形成实施例超颖材料的实施例镀敷方法。

图11A到11L为说明用于通过使用光刻及蚀刻技术产生通孔且随后移除原始衬底来形成实施例超颖材料的实施例方法的横截面侧视图。

图12为说明用于形成图11A到11L所说明的实施例超颖材料的实施例方法的工艺流程图。

图13A到13L为说明用于通过使用光刻及蚀刻技术产生通孔同时使经蚀刻衬底保持完整来形成实施例超颖材料的实施例方法的横截面侧视图。

图13M到13O为说明用于使用激光产生通孔的替代实施例方法的横截面侧视图。

图14为图13A到13L所说明的实施例方法的工艺流程图。