多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法
2024-03-23 12:18:05
多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法
【專利摘要】本發明提供了一種多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法；步驟一，將PET剪成小片，放入燒杯，無水乙醇超聲清洗，去離子水超聲清洗，將PET取出，用普通氮氣吹乾；步驟二，在PET表面刷塗一層表面活性劑溶液，待溶劑充分揮發後，將PET放在勻膠機的轉臺上，取光刻膠滴在PET表面，甩膠並烘乾；步驟三，將多孔矽模板蒸鍍脫模劑；步驟四，將真空壓印設備放入紫外固化箱內，將多孔矽模板和PET進行壓印；步驟五，紫外照射，待光刻膠完全固化，樣品冷卻到室溫；步驟六，將PET四個角輕輕剝離多孔矽模板，使多孔矽模板和PET基底分離，即可得。本發明反射層具有良好的減反射效果，可降低PET反射率約80%～95%。
【專利說明】多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種減反射層的製備方法，尤其是一種多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法。
【背景技術】
[0002]隨著現代化技術的推進，城市化的範圍不斷擴大，對能源的需求也隨之增加，煤用量的不斷增加，汽車尾氣的排放引起的日益嚴重的環境汙染問題和能源短缺已不可迴避，緩解汙染問題已勢在必行。能夠利用的清潔能源有多種，風能，熱能，核能和太陽能等。太陽能作為一種清潔，取之不盡的能源，在1994年就受到了世界的關注。雖然太陽能是一種優質的可替代能源，但是太陽能電池的生產成本相對較高，而電池的轉換效率又較低，如何提高太陽能電池的轉換效率從而相對減小太陽能電池的高生產成本是需要考慮的問題。
[0003]提高太陽能效率的兩個關鍵問題:一是拓寬電池吸收光波的帶寬和減小電池表面反射率，另一個是減小電池內部的能量損耗。納米技術的發展使解決上面兩個問題成為可能，其中納米結構作為減反射膜應用於電池表面來提高電池吸收太陽光的效率受到廣泛關注。按工藝來分，工業界常用製備的減反射膜分為兩類，一類是利用物理氣象沉底或者化學氣相沉積，在電池表面沉積多層減反射膜，薄膜的折射係數介於空氣和襯底之間並且膜的光學厚度為四分之一波長。這種方法廣泛用於光學鏡片。但這類減反射薄膜會帶來兩個問題，一是各層薄膜的材料不同，會導致材料之間熱力學的不匹配，影響其穩定性；二是這類減反射薄膜只能在固定的波長範圍內實現減反射，因此應用範圍較窄。另一類減反射薄膜是利用溼法刻蝕的方法製備減反射膜，它與工業工藝相互兼容，通過改變刻蝕參數可以得到不同的結構，如納米線，錐形，金字塔形等。用溼法刻蝕的方法在單晶Si表面製備納米線作為減反射膜對提高電池的轉換效率起到了良好的效果。但是用刻蝕的方法存在著明顯的問題，首先是不同材料的兼容性問題，溼法刻蝕的方法能夠在單晶矽上刻蝕出減反射層，而在多晶矽上不能形成良好的減反射層，同時也不適合用於柔性電池；其次在電池上直接刻蝕出減反射結構，會對矽電池表面造成一定的損傷，可能導致電池表面複合的增加；其三，錐形結構和金字塔形結構會出現波前劣化現象。因此需要找到一種製備納米結構的方法來替代溼法刻蝕，納米壓印技術具有高解析度，高產量和簡單的工藝步驟優點，並且對各種電池都能夠兼容，適合用於製備減反射薄膜。
[0004]受夜間飛行蛾子複眼的啟發，人們開始製備這種具有減反射效果的仿生結構。亞波長減反射結構的定義為結構的特徵尺寸小於工作光波長。複眼結構即是一種亞波長結構。早在1880年，Lord Rayleigh通過研究光穿過大氣到達地面,從數學上證明了漸變的折射係數層在較寬光譜範圍內起著減反射的效果；在Bernhard製備出蛾子複眼結構的減反射薄膜後，Clapham和Hutley對蛾子複眼結構減反射薄膜做出了最初的解釋；1982年，Wilson在Clapham的基礎上做出了更為詳細的解釋，同時也是最被接受的一種解釋。光在兩種不同介質的界面處發生反射的原因是兩種介質的折射係數不同，根據菲涅爾反射係數公式(I):
【權利要求】
1.一種多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟: 步驟一，將PET剪成小片，放入燒杯，加入適量的無水乙醇超聲清洗，將無水乙醇倒出，加入適量去離子水超聲清洗，再將PET取出，用普通氮氣吹乾； 步驟二，在PET表面刷塗一層表面活性劑溶液，待溶劑充分揮發後，將PET放在勻膠機的轉臺上，取光刻膠滴在PET表面，甩膠並烘乾； 步驟三，將多孔矽模板蒸鍍脫模劑； 步驟四，將真空壓印設備放入紫外固化箱內，將多孔矽模板和PET放在真空壓印設備進行壓印； 步驟五，紫外照射，待光刻膠完全固化，樣品冷卻到室溫； 步驟六，將PET四個角輕輕剝離多孔矽模板，使多孔矽模板和PET基底分離，即可得多孔矽為模板製備的柔性減反射層。
2.如權利要求1所述的多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法，其特徵在於，步驟一中，所述小片的尺寸為1.5cmX 1.5cm。
3.如權利要求1所述的多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法，其特徵在於，步驟一中，所述無水乙醇超聲清洗5?10分鐘；所述去離子水超聲清洗5?10分鐘。
4.如權利要求1所述的多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法，其特徵在於，步驟二中，所述表面活性劑溶液可為JFC、TX-10、AOS、AEOn、或脂肪胺溶液。
5.如權利要求1所述的多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法，其特徵在於，步驟二中，所述光刻膠可為德國Micro Resist公司的MR-UVcur06，在室溫下其粘度為14mPa.s ;或荷蘭的帝斯曼公司開發的Watershed XC11122，在室溫下其粘度為260mPa.s ;或日本東洋合成公司開發的NIF系列光刻膠,在室溫下其粘度為16mPa.S。
6.如權利要求1所述的多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法，其特徵在於，步驟三中，所述脫模劑為全氟辛基三氯矽烷。
7.如權利要求1所述的多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法，其特徵在於，步驟三中，所述多孔矽模板的電阻率為0.001?I Ω.Cm。
8.如權利要求1所述的多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法，其特徵在於，步驟四中，所述壓印的壓力為100?960mbar。
9.如權利要求1所述的多孔矽為模板製備柔性減反射層的方法，其特徵在於，步驟五中，所述紫外照射時間為I?30分鐘。
【文檔編號】H01L31/0216GK103762272SQ201410011016
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月9日 優先權日:2014年1月9日
【發明者】黃其煜, 鄭一胄 申請人:上海交通大學