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太阳能百叶窗

阅读：1005发布：2020-06-10

IPRDB可以提供太阳能百叶窗专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种太阳能百叶窗的叶片、叶片的制备方法，以及用这种叶片制备的百叶窗。本发明的叶片为硅片，其具体的结构可以是：在硅片的正、背面上设置的光-电能量转化的器件；或者在硅片的正设置的光-电能量转化的器件，同时在背面的设置其表面带有陷光结构的光-电能量转化的器件；或者仅在硅片的一面设置有其表面带有陷光结构的光-电能量转化的器件。用前述叶片制备的百叶窗可以充分利用太阳能，可在不增加叶片数量的前提下提高太阳能转化变电能的转化率。，下面是太阳能百叶窗专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种太阳能百叶窗的叶片，包括：设置于叶片上的光-电能量转化器件和连接导线，其特征在于叶片的上下两个表面上均设置可进行光-电能量转化的器件。

2.根据权利要求1所述的太阳能百叶窗的叶片，其特征在于叶片为硅片。

3.根据权利要求2所述的太阳能百叶窗的叶片，其特征在于位于硅片的一个面上的光-电能量转化的器件的表面具有陷光结构。

4.一种太阳能百叶窗的叶片，叶片的正面设置有可进行光-电能量转化的器件，其特征在于光-电能量转化的器件的表面带有陷光结构。

5.权利要求3或4所述的表面带有陷光结构的光电转化器件的制备方法，其特征在于将经清洗处理后的硅片用氢氟酸浸泡清洗再洗去表面的氧化层，再用无电沉积或磁控溅射的方式通过控制沉积时间或磁溅射时间方式在清洁的硅片表面自然沉积一层不连续的银膜，再用质量分数约为10％的氢氟酸和0.6％的双氧水的溶液刻蚀硅片，使硅片表面形成硅纳米线阵列，将经前述处理后的硅片用质量分数高于40％的浓硝酸浸泡处理去除残余的银，再进行扩散处理，扩散时：当硅片为P型材料时用磷烷为扩散源，当硅片为n型材料时以硼烷为扩散源进行高温扩散处理，使表面带有纳米线阵列的硅片上形成掺杂层，再用涂胶和光刻的方法在硅片表面形成第一个梳齿状区域，使用SF6进行反应离子刻蚀去除梳齿状区域内的掺杂层，露出内部本征硅片材料，然后再在硅片上用涂胶和光刻的方法形成第二个梳齿状区域，并使第二个梳齿状区域的梳齿与第一个梳齿交错布置，呈齿插状结构，最后在两个梳齿状区域内分别通过沉积或溅射方法制出电极。

6.权利要求3或4所述的表面带有陷光结构的光电转化器件的制备方法，其特征在于将硅片首先使用丙酮，异丙醇，去离子水各超声清洗，然后放入体积比3∶1的浓硫酸和体积浓度为35％的双氧水的混合溶液中处理去除硅片表面的污染物，再用氢氟酸浸泡处理后用大量去离子水冲洗以去除表面氧化层，再将此硅片浸泡如4.6M的氢氟酸与0.02M的硝酸银的水溶液中浸泡处理，然后用浓硝酸浸泡处理去除残余的银，再进行扩散处理，扩散时：当硅片为P型材料时用磷烷为扩散源，当硅片为n型材料时以硼烷为扩散源进行高温扩散处理，使表面带有纳米线阵列的硅片上形成掺杂层，再用涂胶和光刻的方法在硅片表面形成第一个梳齿状区域，使用SF6进行反应离子刻蚀去除梳齿状区域内的掺杂层，露出内部本征硅片材料，然后再在硅片上用涂胶和光刻的方法形成第二个梳齿状区域，并使第二个梳齿状区域的梳齿与第一个梳齿交错布置，呈齿插状结构，最后在两个梳齿状区域内分别通过沉积或溅射方法制出电极。

7.用权利要求1至4所述的任一太阳能百叶窗的叶片制备百叶窗，并使各叶片相互串联或者并联连接。

说明书全文

太阳能百叶窗

技术领域

[0001] 本发明涉及一种太阳能百叶窗的叶片，这种叶片的制备方法，以及用这种叶片制备的百叶窗。本发明的叶片上设置有光-电能量转化器件和连接导线。

背景技术

[0002] 随着人类科学技术的发展，对能源的需求不断增加，对新能源的开发受到广泛的关注。太阳能作为一种新型的清洁能源，具有分布广泛，对环境无害，可以长久使用等特点。因此，充分利用太阳能成为解决世界能源问题的重要途径。百叶窗作为一种遮光装置与太阳能电池结合，即能利用照射到百叶窗上的太阳能，又有不影响百叶窗的美观以及遮光的功能。

[0003] 在中国专利200720170836中涉及了一种太阳能百叶窗。其由一组铝基板和安装在铝基板上的太阳能电池组组成。专利200910113368给出了一种自动跟踪太阳光移动轨迹的太阳能百叶窗。专利201010039683给出了一种带有能量存储装置和LED发光体的太阳能百叶窗，实现了对太阳能的存储并兼具照明功能。

[0004] 现有的硅太阳能电池有一个缺点，即当太阳光照射到电池表面时会发生反射，对于平面的硅太阳能电池，其反射率约为34％。如果能利用这部分能量，就可以大幅提高太阳能百叶窗的效率。

发明内容

[0005] 本发明提供一种可克服现有技术不足，能降低太阳光照射到电池表面时的反射，并且能充分利用太阳光照射到电池表面时的反射光能量的百叶窗叶片，同时提供这种叶片的制备方法和用这种叶片制备的百叶窗。

[0006] 本发明叶片的上下两个表面上均设置可进行光-电能量转化的器件。用这种百叶窗叶片制成的百叶窗在使用中位于下面一层的叶片下面反射的太阳光可被反射到其上一层叶片的背面并转化为电能，这样就可以充分利用太阳能，提高太阳能的转化率。 [0007] 本发明的叶片可以为硅片，特别是单晶硅片。

[0008] 本发明的硅片的一个面上的光-电能量转化的器件的表面可以带有有陷光结构，这里所述的“一个面”是指叶片的背面。

[0009] 本发明的太阳能百叶窗的叶片也可是只在叶片的正面设置有可进行光-电能量转化的器件，而在光-电能量转化的器件的表面带有陷光结构。

[0010] 本发明所述的表面带有陷光结构的光电转化器件的制备方法是将经清洗处理后的硅片用氢氟酸浸泡清洗再洗去表面的氧化层，再用无电沉积或磁控溅射的方式通过控制沉积时间或磁溅射时间方式在清洁的硅片表面自然沉积一层不连续的银膜，再用质量分数约为10％的氢氟酸和0.6％的双氧水的溶液刻蚀硅片，在硅片表面形成硅纳米线阵列，将经前述处理后的硅片用质量分数高于40％的浓硝酸浸泡处理去除残余的银，再进行扩散处理，扩散时：当硅片为p型材料时用磷烷为扩散源，当硅片为n型材料时以硼烷为扩散源进行高温扩散处理，使表面带有纳米线阵列的硅片上形成掺杂层，再用涂胶和光刻的方法在硅片表面形成第一个梳齿状区域，使用SF6进行反应离子刻蚀去除梳齿状区域内的掺杂层，露出内部本征硅片材料，然后再在硅片上用涂胶和光刻的方法形成第二个梳齿状区域，并使第二个梳齿状区域的梳齿与第一个梳齿交错布置，呈齿插状结构，最后在两个梳齿状区域内分别通过沉积或溅射方法制出电极，做成附图2中所示的结构。

[0011] 或者，将硅片首先使用丙酮，异丙醇，去离子水各超声清洗，然后放入体积比3∶1的浓硫酸和体积浓度为35％的双氧水的混合溶液中处理去除硅片表面的污染物，再用氢氟酸浸泡处理后用大量去离子水冲洗以去除表面氧化层，再将此硅片浸泡如4.6M的氢氟酸与0.02M的硝酸银的水溶液中浸泡处理，然后用浓硝酸浸泡处理去除残余的银，再进行扩散处理，扩散时：当硅片为p型材料时用磷烷为扩散源，当硅片为n型材料时以硼烷为扩散源进行高温扩散处理，使表面带有纳米线阵列的硅片上形成掺杂层，再用涂胶和光刻的方法在硅片表面形成第一个梳齿状区域，使用SF6进行反应离子刻蚀去除梳齿状区域内的掺杂层，露出内部本征硅片材料，然后再在硅片上用涂胶和光刻的方法形成第二个梳齿状区域，并使第二个梳齿状区域的梳齿与第一个梳齿交错布置，呈齿插状结构，最后在两个梳齿状区域内分别通过沉积或溅射方法制出电极，形成附图2中所示的结构。 [0012] 如前所述，采用本发明的两面均带有光-电能量转化的器件的叶片制做太阳能百叶窗，可以充分利用太阳能，可在不增加叶片数量的前提下提高太阳能转化变电能的转化率；当采用本发明的单面设置有其表面带有陷光结构光-电能量转化的器件制做太阳能百叶窗时，由于其叶片表面的特性，可将从其表面反射的太阳能大大减少，这样也就实现了提高能量转化率目的；而当采用本发明的两面均带有光-电能量转化的器件，且其背面的带有光-电能量转化的器件的表面还有陷光结构的叶片制做太阳百叶窗时，可进一步提高太阳能转化为电能的转化率。

附图说明

[0013] 附图1为本发明的两面均设置有光-电能量转化器件的叶片制伏的百叶窗在使用时太阳光在叶片上反射并被上一层叶片背面再吸收的示意图。

[0014] 附图2双面设计的背面结构。

[0015] 附图3做陷光处理之后的表面的纳米线示意图。

[0016] 附图4只做单面的时候背面的结构。

[0017] 图中：1为百叶窗叶片，2为太阳光，3为经扩散后形成的掺杂层，4为太阳能电池的一个电极(如果是P型材料掺杂后，这个电极是正极)，5为去除掺杂层后露出的硅材料层，6为太阳能电池的另一个电极(如果是P型材料掺杂后，这个电极是负极)，7为掺杂层表面，8为硅材料，9为硅纳米线陈列，10去掉的背面掺杂层的硅片，11为硅片去处表面掺杂层并做电极的区域。

具体实施方式

[0018] 本发明以下结合附图说明：

[0019] 如附图1所示，本发明的叶片为硅片，其两面均设置有光-电能量转化器件，即太阳能电池，而且可以是现有的太阳能电池。用这种叶片所制备的百叶窗在使用时，当阳光2照射在叶片1上，其中一部分光线被表面反射，这部分光线2被反射到上一层叶片1的背面，就会被上一层的叶片背面吸收。

[0020] 以下为本发明的带有陷光结构的和光-电转化器件的叶片具体制作方法：

[0021] 第一种方法是：使用抛光的硅片作为原材料。材料表面上的纳米线阵列的制备方法为：硅片首先使用丙酮，异丙醇和去离子水各超声清洗十分钟，以确保表面清洁，然后使用氢氟酸浸泡5-10分钟然后用大量去离子水冲洗以去除表面氧化层。然后使用无电沉积的方式在清洁的硅片表面沉积一层不连续的银膜，此步骤将硅片0.025M的硝酸银溶液中浸泡4-6s，控制浸泡时间，使银在硅片表面不连续沉积，最终使硅表面局部位置带有细小的银斑点。然后将硅片浸入质量分数约为10％的氢氟酸和0.6％的双氧水的溶液中浸泡5-10分钟，然后用浓硝酸浸泡5-10分钟取出残余的银，得到长度在1-2微米之间的硅纳米线阵列。参见附图3。

[0022] 第二种方法是：将硅片首先使用丙酮，异丙醇，去离子水各超声清洗10分钟，然后放入体积比3∶1的浓硫酸和双氧水(35％)的混合溶液中处理2小时以去除硅片表面的污染物。之后用氢氟酸浸泡5-10分钟然后用大量去离子水冲洗以去除表面氧化层。之后将此硅片浸泡如4.6M的氢氟酸与0.02M的硝酸银的水溶液中浸泡5-10分钟，然后用浓硝酸浸泡5-10分钟取出残余的银，得到长度在1-2微米的硅纳米线阵列。

[0023] 按以上任一种方法形成的带有纳米线阵列的硅片表面参见附图3。 [0024] 在制备出表面的纳米线阵列(即陷光结构)后，进行扩散处理：当硅片为p型材料时用磷烷为扩散源，当硅片为n型材料时以硼烷为扩散源进行高温扩散处理，得到有p-n结和纳米线阵列的硅片。

[0025] 如果是制作单面的结构，使用反应离子刻蚀的方法去掉背面的掺杂层，然后使用光刻或者用掩模的方法在附图4中的11区域制作电极，正面制作有几条主干及细分支组成的珊网状电极。

[0026] 如果制作双面结构，用涂胶和光刻的方法在硅片背面形成第一个梳齿状区域5，参见附图2，使用SF6进行反应离子刻蚀去除梳齿状区域内的掺杂层，露出内部本征硅片材料，然后在此区域内制作略小的第二个梳齿状区域，区域外制作第三个梳齿状区域，并使第二个梳齿状区域的梳齿与第三个梳齿交错布置，呈齿插状结构，最后在两个梳齿状区域内分别通过沉积或溅射方法制出电极4和电极6。双面结构的正面可以不制作陷光结构，而使用现有单晶硅太阳能电池工艺制作。

[0027] 本发明的两面设置有太阳能电池的叶片制备的百叶窗在如果不设置陷光结构，经两次反射之后反射掉的能量大于总能量的9％，在叶片的一面使用陷光结构后，所损失的能量可以低于总能量的1％。与其相比，采用现有的太阳能百叶窗，其能量损失大于30％。

标题	发布/更新时间	阅读量
太阳能电池-专利编号CN110476257A	2020-05-12	576
太阳能系统-专利编号CN109855313A	2020-05-12	387
太阳能系统-专利编号CN104364587B	2020-05-13	888
太阳能板-专利编号CN103247705A	2020-05-11	960
太阳能罐-专利编号CN102227597A	2020-05-11	238
太阳能路灯-专利编号CN106764893B	2020-05-13	45
太阳能炉-专利编号CN105276831A	2020-05-11	29
太阳能板-专利编号CN102117853A	2020-05-11	121
太阳能面板-专利编号CN108604612A	2020-05-13	569
太阳能面板-专利编号CN110634979A	2020-05-12	96

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