一種太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法，包括如下步驟：(1)采用反射率測(cè)試儀測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜的折射率，獲得反射率曲線(xiàn)，取反射率曲線(xiàn)上的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，記為λ0；(2)采用掃描電子顯微鏡檢測(cè)所述步驟(1)中測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜折射率處的減反射膜的厚度，取平均值，記為d；(3)將上述樹(shù)脂代入公式n=λ0/(4*d)，即可得到減反射膜的折射率。本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種新的太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的測(cè)試方法可以對(duì)任何制絨結(jié)構(gòu)表面上生長(zhǎng)的減反射膜進(jìn)行精確的測(cè)量，且測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法，屬于太陽(yáng)能【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，太陽(yáng)能電池是光伏市場(chǎng)上的主導(dǎo)產(chǎn)品。在太陽(yáng)能電池的制造歷史中，為了提高太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率，在硅片表面沉積減反射薄膜的技術(shù)已成為主要手段之一。常用的減反射膜有氮化硅、氧化硅、碳化硅、氧化鈦以及氧化鉭等；現(xiàn)有技術(shù)是采用其中的一種薄膜或者幾種薄膜的疊加；這能極大程度的減少入射光的反射，從而提高太陽(yáng)電池對(duì)光的利用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，為了控制與評(píng)價(jià)減反射膜的質(zhì)量，主要是通過(guò)膜厚和折射率這兩個(gè)參數(shù)來(lái)進(jìn)行考察。因此，如何精確測(cè)定減反射膜的折射率是太陽(yáng)能電池制造工藝中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)后續(xù)太陽(yáng)電池組件封裝材料的選擇研究也至關(guān)重要。
[0004]對(duì)于減反射膜折射率的測(cè)定，目前業(yè)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)線(xiàn)中大都通過(guò)橢偏儀來(lái)進(jìn)行測(cè)試。然而，現(xiàn)有的橢偏儀測(cè)試存在如下問(wèn)題:(1)橢偏儀對(duì)減反射膜的表面結(jié)構(gòu)比較敏感，通常在拋光片上測(cè)量得到的值更準(zhǔn)確，微米絨面測(cè)量的值次之，納米絨面上測(cè)量的值一般是不準(zhǔn)確的；(2)現(xiàn)有的橢偏儀中的物理模型有限，且不同模型間系統(tǒng)的計(jì)算誤差較大；業(yè)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)中通常使用的橢偏儀只有氮化硅和氧化硅兩種模型，隨著薄膜技術(shù)的發(fā)展，薄膜材料的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)也日益多樣化，現(xiàn)有的橢偏儀顯然無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法，包括如下步驟:
[0007](I)采用反射率測(cè)試儀測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜的折射率，獲得反射率曲線(xiàn)，取反射率曲線(xiàn)上的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，記為入。；
[0008](2)采用掃描電子顯微鏡檢測(cè)所述步驟(I)中測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜折射率處的減反射膜的厚度，取平均值，記為d ；
[0009](3)將上述樹(shù)脂代入公式η= λ 0/ (4*d)，即可得到減反射膜的折射率。
[0010]上文中，所述反射率測(cè)試儀是現(xiàn)有技術(shù)，可以采用現(xiàn)有設(shè)備，如型號(hào)為D8，或者Cary5000，或者lambda950，或者QEX7的反射率測(cè)試儀。
[0011]所述掃描電子顯微鏡是現(xiàn)有技術(shù)，可以采用現(xiàn)有設(shè)備，如型號(hào)為S-4800，或者S-4700的掃描電子顯微鏡。
[0012]由于上述技術(shù)方案的采用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1.本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種新的太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的測(cè)試方法可以對(duì)任何制絨結(jié)構(gòu)表面上生長(zhǎng)的減反射膜進(jìn)行精確的測(cè)量，且測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。[0014]2.本發(fā)明的測(cè)試方法對(duì)薄膜材料的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)沒(méi)有要求，因而避免了現(xiàn)有橢偏儀中因物理模型有限而造成的無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的問(wèn)題，可以對(duì)新薄膜材料的折射率進(jìn)行精確測(cè)定，從而有利于新薄膜材料的研發(fā)利用，為本領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步拓展了空間。
[0015]3.本發(fā)明的測(cè)試方法簡(jiǎn)單易行，容易掌握，適于推廣應(yīng)用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中氮化娃膜的SEM掃描圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中減反射膜表面的反射光譜圖；
[0018]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二中氮化硅膜的SEM掃描圖；
[0019]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二中減反射膜表面的反射光譜圖；
[0020]圖5是本發(fā)明實(shí)施例三中氧化硅膜的SEM掃描圖；
[0021]圖6是本發(fā)明實(shí)施例三中減反射膜表面的反射光譜圖；
[0022]圖7是本發(fā)明實(shí)施例四中氧化鋁膜的SEM掃描圖；
[0023]圖8是本發(fā)明實(shí)施例四中減反射膜表面的反射光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0025]實(shí)施例一
[0026]參見(jiàn)圖1~2所示，一種太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法，包括如下步驟:
[0027](I)采用反射率測(cè)試儀測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜的折射率，獲得反射率曲線(xiàn)，取反射率曲線(xiàn)上的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，記為λ ^ ;參見(jiàn)圖2，采用反射率測(cè)試儀D8測(cè)得樣品最低反射率處波長(zhǎng)λ 0=735nm ；
[0028](2)采用掃描電子顯微鏡檢測(cè)所述步驟⑴中測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜折射率處的減反射膜的厚度，取平均值，記為d ;參見(jiàn)圖1，采用掃描電子顯微鏡測(cè)量該樣品的橫截?cái)嗝?，確定其厚度d=91.3nm ；
[0029](3)將上述樹(shù)脂代入公式η= λ V(^d)，即可得到減反射膜的折射率；最后計(jì)算出樣品的折射率η= λ。/(4*d) =2.02。
[0030]本實(shí)施例采用的減反射膜是在常規(guī)酸制絨的多晶硅表面采用PECVD方法沉積的氮化硅膜。
[0031]對(duì)比例一
[0032]采用與實(shí)施例一相同的氮化硅膜減反膜及太陽(yáng)能電池，利用電池生產(chǎn)線(xiàn)上的橢偏儀直接測(cè)試，樣品厚度為89.8nm,折射率為2.05。
[0033]由此可見(jiàn)，實(shí)施例一的檢測(cè)結(jié)果與對(duì)比例一中橢偏儀測(cè)試的結(jié)果較吻合。
[0034]實(shí)施例二
[0035]參見(jiàn)圖3~4所示，一種太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法，包括如下步驟:
[0036](I)采用反射率測(cè)試儀測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜的折射率，獲得反射率曲線(xiàn)，取反射率曲線(xiàn)上的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，記為λ ^ ;參見(jiàn)圖4，采用反射率測(cè)試儀D8測(cè)得樣品最低反射率處波長(zhǎng)λ 0=648nm ；
[0037](2)采用掃描電子顯微鏡檢測(cè)所述步驟⑴中測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜折射率處的減反射膜的厚度，取平均值，記為d ;參見(jiàn)圖3，采用掃描電子顯微鏡測(cè)量該樣品的橫截?cái)嗝?，確定其厚度d=78.6nm ；
[0038](3)將上述樹(shù)脂代入公式η= λ V(^d)，即可得到減反射膜的折射率；最后計(jì)算出樣品的折射率η= λ。/(4*d) =2.06。
[0039]本實(shí)施例采用的減反射膜是在金屬催化腐蝕制備的具有納米絨面的多晶硅表面采用PECVD方法沉積的氮化硅膜。
[0040]對(duì)比例二
[0041]采用與實(shí)施例二相同的氮化硅膜減反膜及太陽(yáng)能電池，利用電池生產(chǎn)線(xiàn)上的橢偏儀直接測(cè)試，樣品厚度為83.6nm,折射率為2.11。
[0042]由此可見(jiàn)，實(shí)施例二的檢測(cè)結(jié)果與對(duì)比例二中橢偏儀測(cè)試的結(jié)果較吻合。
[0043]實(shí)施例三
[0044]參見(jiàn)圖5~6所示，一種太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法，包括如下步驟:
[0045](I)采用反射率測(cè)試儀測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜的折射率，獲得反射率曲線(xiàn)，取反射率曲線(xiàn)上的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，記為λ ^ ;參見(jiàn)圖6，采用反射率測(cè)試儀D8測(cè)得樣品最低反射率處波長(zhǎng)λ 0=728nm ；
[0046](2)采用掃描電子顯微鏡檢測(cè)所述步驟(1)中測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜折射率處的減反射膜的厚度，取平均值，記為d ;參見(jiàn)圖5，采用掃描電子顯微鏡測(cè)量該樣品的橫截?cái)嗝?，確定其厚度d=119nm ；
[0047](3)將上述樹(shù)脂代入公式η= λ V(^d)，即可得到減反射膜的折射率；最后計(jì)算出樣品的折射率η= λ。/(4*d)=l.53。
[0048]本實(shí)施例采用的減反射膜是在常規(guī)酸制絨的多晶硅表面采用LPD方法沉積的氧
化硅膜。
[0049]對(duì)比例三
[0050]采用與實(shí)施例三相同的減反膜及太陽(yáng)能電池，利用電池生產(chǎn)線(xiàn)上的橢偏儀直接測(cè)試，樣品厚度為114.2nm,折射率為1.6。
[0051]眾所周知，氧化硅的折射率應(yīng)該為1.5左右，由此可見(jiàn)，實(shí)施例三的結(jié)果更較為接近真實(shí)值，而橢偏儀的測(cè)試結(jié)果有一定誤差。
[0052]實(shí)施例四
[0053]參見(jiàn)圖7~8所示，一種太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法，包括如下步驟:
[0054](I)采用反射率測(cè)試儀測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜的折射率，獲得反射率曲線(xiàn)，取反射率曲線(xiàn)上的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，記為λ ^ ;參見(jiàn)圖8，采用反射率測(cè)試儀D8測(cè)得樣品最低反射率處波長(zhǎng)λ 0=734nm ；
[0055](2)采用掃描電子顯微鏡檢測(cè)所述步驟⑴中測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜折射率處的減反射膜的厚度，取平均值，記為d ;參見(jiàn)圖7，采用掃描電子顯微鏡測(cè)量該樣品的橫截?cái)嗝?，確定其厚度d=lllnm ；
[0056](3)將上述樹(shù)脂代入公式η= λ V(^d)，即可得到減反射膜的折射率；最后計(jì)算出樣品的折射率η= λ。/(4*d)=l.65。
[0057]本實(shí)施例采用的減反射膜是在拋光的單晶硅表面采用ALD方法沉積的氧化鋁膜。
[0058]對(duì)比例四[0059]采用與實(shí)施例四相同的減反膜及太陽(yáng)能電池，利用目前電池生產(chǎn)線(xiàn)上的橢偏儀無(wú)法直接測(cè)得該減反膜的折射率。
[0060]眾所周知，氧化鋁的折射率為1.65左右，由此可見(jiàn)，實(shí)施例四的結(jié)果非常準(zhǔn)確。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能電池減反射膜折射率的測(cè)試方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)采用反射率測(cè)試儀測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜的折射率，獲得反射率曲線(xiàn)，取反射率曲線(xiàn)上的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，記為入0; (2)采用掃描電子顯微鏡檢測(cè)所述步驟(I)中測(cè)量太陽(yáng)能電池減反射膜折射率處的減反射膜的厚度，取平均值，記為d ； (3)將上述樹(shù)脂代入公式η=λ 0/ (4*d)，即可得到減反射膜的折射率。
【文檔編號(hào)】G01N21/41GK103487404SQ201310463929
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】鄒帥, 王栩生, 章靈軍 申請(qǐng)人:蘇州阿特斯陽(yáng)光電力科技有限公司