本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種具有優(yōu)異減反、陷光性能的硅基太陽(yáng)能電池新型表面微納結(jié)構(gòu)，就是硅納米管陣列的新用途。

背景技術(shù)：
隨著氣候日益惡化和能源需求的不斷擴(kuò)大，可再生能源技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用將成為解決這一問(wèn)題的重要環(huán)節(jié)。在各種可再生能源（太陽(yáng)能、水能、核能、風(fēng)能和生物質(zhì)能等）中，太陽(yáng)能是一種取之不盡、用之不竭的能源形式，它具有綠色清潔、無(wú)污染和自由利用等特點(diǎn)。對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、能源消耗的迅速攀升，人均資源卻又明顯低于全球平均水平的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)來(lái)說(shuō)，發(fā)展太陽(yáng)能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略價(jià)值。從目前光伏太陽(yáng)能電池的發(fā)展來(lái)看，要想實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的社會(huì)化應(yīng)用，其主要困難是現(xiàn)有太陽(yáng)能電池發(fā)電的價(jià)格與常規(guī)能源相比過(guò)于昂貴。因此提供廉價(jià)的或高性價(jià)比的太陽(yáng)能電池是光伏發(fā)電應(yīng)用和發(fā)展的基本要求和關(guān)鍵。就目前廣泛應(yīng)用的硅基太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)，其主要一部分光學(xué)損失來(lái)自于太陽(yáng)能電池自身的反射損失。如果能降低反射損失，將其轉(zhuǎn)換為電能，就可以大大提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，從而降低太陽(yáng)能電池發(fā)電的價(jià)格。目前工業(yè)上廣泛使用的減反膜多為氮化硅薄膜，其反射損失在10%左右。另一類(lèi)為通過(guò)物理刻蝕或化學(xué)腐蝕的方法制備的金字塔形的絨面結(jié)構(gòu)，其反射損失可控制在4.2%。該方法只適用于晶體硅太陽(yáng)能電池上，對(duì)于多晶硅來(lái)說(shuō)，由于其晶粒取向的隨機(jī)性，不能有效降低反射損失。與硅納米線和碳納米管的應(yīng)用相似，硅納米管（Siliconnanotubes）在納米電子器件、傳感器、場(chǎng)發(fā)射顯示器、納米磁性器件及光電子器件領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。將硅納米管陣列（Siliconnanotubesarry,SiNTA）用于太陽(yáng)能電池減反陷光層對(duì)太陽(yáng)能電池提高光電轉(zhuǎn)換效率將有極其重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：傳統(tǒng)的減反陷光技術(shù)比較單一，且其陷光性能均存在一定的極限，為解決現(xiàn)有技術(shù)上的不足，進(jìn)一步提高光的利用效率，本發(fā)明提出將硅納米管陣列微納結(jié)構(gòu)作為太陽(yáng)能電池的減反陷光層，其具有的結(jié)構(gòu)特征為：硅納米管的外半徑為20-200nm，內(nèi)外徑之比小于1，長(zhǎng)徑比大于10，硅納米管的陣列填充率為0.1-0.785；其中填充率計(jì)算公式為：其中r2、r1分別為硅納米管的外半徑和內(nèi)半徑，d為相鄰兩硅納米管的中心距。結(jié)果表明，硅納米管陣列的外半徑在20-200nm之間，填充率在0.1-0.785之間，內(nèi)外徑之比大于0.4，且長(zhǎng)徑比越大其陷光性能越優(yōu)越。以填充率為0.2的硅納米管陣列（SiNTA）為例，得出在可見(jiàn)光波段內(nèi)（300-850nm）當(dāng)內(nèi)外徑之比大于0.4時(shí)，其反射率在整個(gè)波段內(nèi)保持在0.5%以下，接近于0，且當(dāng)波長(zhǎng)大于400nm時(shí)，陣列具有高透過(guò)率，平均值在90%以上。本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)減反層結(jié)構(gòu)相比，具有優(yōu)異的減反陷光性能，可進(jìn)一步提高陷光效果，并且解決了傳統(tǒng)的陷光結(jié)構(gòu)受晶粒取向限制的問(wèn)題。硅納米管陣列具有低反射與高透過(guò)的特點(diǎn)。與相同填充率的硅納米線陣列相比，硅納米管的反射率要低于硅納米線陣列的，原因在于納米管是中空，相當(dāng)于其實(shí)際填充率減小。另外得出當(dāng)內(nèi)外徑之比低于0.4時(shí)，受強(qiáng)耦合的限制，其內(nèi)徑空洞可以忽略不計(jì)。因此，本結(jié)構(gòu)可作為一種新型的、具有優(yōu)異性能的太陽(yáng)電池減反層使用，可具有優(yōu)異的減反陷光特性，與目前陷光性能很好的硅納米線相比，性能更為優(yōu)異，對(duì)太陽(yáng)能電池的發(fā)展有特殊的意義。附圖說(shuō)明圖1為硅納米管陣列的模型；圖2為不同內(nèi)外徑比下硅納米管（SiNTA）的反射率；圖3為不同內(nèi)外徑比下硅納米管（SiNTA）的吸收率；圖4為相同填充率下硅納米線與硅納米管的反射率對(duì)比。具體實(shí)施方式：下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本方面做進(jìn)一步的說(shuō)明，單本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。1、首先采用傳統(tǒng)方法（如光刻、納米壓印等）制備具有不同內(nèi)外徑及填充率的硅納米管陣列，結(jié)構(gòu)如圖1所示。2、在填充率一定的情況下，改變SiNTA的內(nèi)外徑比研究其反射率變化。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)內(nèi)外徑之比與SiNTA的反射率成反比，因此在選擇SiNTA的結(jié)構(gòu)時(shí)，在填充率一定的情況下，盡量選擇將管壁做薄，這樣可擁有更低的反射率詳見(jiàn)圖2；3、對(duì)比SiNTA的填充率為定值時(shí)，改變SiNTA的內(nèi)外徑之比，不同壁厚的SiNTA以及填充率f=0.2的硅納米線陣列（SiNWA）的吸收率。圖中紫色曲線是填充率為0.2的硅納米線陣列的吸收率曲線，從圖中可以看到，內(nèi)外徑比為0.2的硅納米管的黑色吸收率曲線幾乎與硅納米線陣列的曲線重合。另外，可以看出當(dāng)內(nèi)外徑之比低于0.4，受強(qiáng)耦合限制，其內(nèi)徑空洞可以忽略不計(jì)。詳見(jiàn)圖3.4、通過(guò)相同填充率的SiNTA和SiNWA的反射率，透過(guò)率和吸收率的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，SiNTA比SiNWA具有更低的反射率和更高的透過(guò)率，也就是說(shuō)SiNTA具有更為優(yōu)異的減反和陷光作用，是太陽(yáng)電池減反陷光層的優(yōu)良結(jié)構(gòu)，詳見(jiàn)圖4。