改良式太阳能发电装置及其制造方法制造方法及图纸

一种改良式太阳能发电装置的制造方法，包含一半导体材料制备步骤，及一模组结合步骤。首先执行该半导体材料制备步骤，制备一N型半导体材料模组，及一P型半导体材料模组。接着执行该模组结合步骤，将该N型半导体材料模组及该P型半导体材料模组组合在一起，并于N型半导体材料模组之表面制造多个孔洞结构，每一孔洞结构内填入具有导电与催化效果的填充体，接着再制作一N电极及一P电极，最后在N型半导体材料模组表面覆加聚光材料，如此可以形成改良式太阳能发电装置。

Modified Solar Power Generation Device and Its Manufacturing Method

A manufacturing method of an improved solar power generation device comprises a preparation step of a half conductor material and a module combination step. Firstly, the preparation steps of the semiconductor material are carried out, and a N-type semiconductor material module and a P-type semiconductor material module are prepared. Then the module bonding step is executed, the N-type semiconductor material module and the P-type semiconductor material module are combined, and a plurality of hole structures are made on the surface of the N-type semiconductor material module. Each hole structure is filled with a filler with conductive and catalytic effects. Then a N-electrode and a P-electrode are fabricated. Finally, a concentrator is coated on the surface of the N-type semiconductor material module. In this way, an improved solar power generation device can be formed.

【技术实现步骤摘要】
改良式太阳能发电装置及其制造方法
本专利技术是有关于一种太阳能发电装置，尤其是一种改良式太阳能发电装置及其制造方法。
技术介绍
随着科技技术不断地推陈出新，新的电器与电子产品设备也越来越多且渗透到每一个人日常生活的各环节，人们对电能之需求也越来越大。然而在现有技术中，电力来源主要来自火力发电、水力发电和风力发电。火力发电需要消耗大量燃煤资源、石油资源或天然气资源，不但成本高昂，同时在消耗这些能源过程中，又会对地球生物的生存环境产生极大之污染。水力发电受到严格的地理条件限制，且伴随水资源短缺的现实情况，水力发电前景其实并不乐观。而风力发电却受到气候条件之限制，更对风速要求极高，目前的技术并未到达经济效益，还不适合于大力发展。太阳能是大多数人公认属一种干净无污染且取之不尽的绿色能源，目前的学界及业界一直以来都致力发展太阳能发电之技术，但是目前太阳能发电的制造科技并无法有效推升，使目前的发电成本居高不下，无法取代石化发电产业，使目前太阳能发电技术一直无法普及的真正原因。早期非晶硅太阳能板是唯一商业化的薄膜型太阳能电池材料，其优点在于对可见光谱的吸收能力比较强，且使用溅镀或者是使用化学气相沉积在玻璃或金属基板表面生成薄膜的生产技术门槛较低，但必须耗费大量电力及设备采购，使成本无法降低，此外光电转化效率无法有效提升(约12±3%)，还会产生严重的光劣化现象(也就是受到UV光照射后会，使得转化效率大幅降低)的问题，造成此类技术所生产之产品，一直无法打开太阳能市场。由上述说明可知，目前太阳能发电技术瓶颈如下：一、转换效率差：太阳能发电是借由日光之能量，将半导体中的电子从价电带激发到导电带，在导电带上汇集足够多的电子且开始流动就形成电流，在价电带上的“电子-电洞对(Electronholepairs)”中的电子因吸收太阳光的能量而从价带跃迁至导电带，此为第一阶段的电子-电洞对分离，此时这一阶段属于太阳能发电过程的第一个门槛，且以“电子-电洞暂时分离”来称呼，然后导电带中的电子被P-N二极体中的电场牵引与加速移动，电子加速往N型半导体区域移动，电洞则往P型半导体区域移动，这阶段属于太阳能发电过程的第二个门槛，且以“电子-电洞永久分离”来称呼。目前市场上的太阳能装置，“电子-电洞暂时分离”或是“电子-电洞永久分离”的机率都太低，是导致目前太阳能发电效率无法有效提升的主要原因。此外，目前太阳能发电尚未有任何研究在探讨是否有存在适当的催化材料可以催化整个太阳能发电过程，因为适当的催化材料才有机会降低太阳能发电过程能量障碍，且有效大幅提升太阳能发电效率。二、制作成本高：目前太阳能发电装置的制造方式，都与目前半导体制程相同的机器与材料去制作，并形成所谓的PN太阳能发电二极体，必须耗费大量的能源来进行镀膜，或离子植入，导致目前太阳能发电装置的制造不仅徒劳无功，更是无法降低成本的主要因素。三、只能在硬质基板上加工：目前太阳能发电装置是一整块太阳能发电二极体，主要材料是硬质的硅材料，无法进行弯折，或是贴附于弯曲的基材表面，产品的可利用性无法有效提升。因此如何将太阳能发电装置的制造成本大幅地降低，同时也能提高电子-电洞对(Electron-holepairs)被激发的机率，并提高激发后之电子-电洞分离效果，进而将光能转换成电能之转换率达到最高，甚至将太阳能发电装置运用于可挠性材质上，是相关技术人员亟需研究的议题之一。四、生产流程有多个高温热循环：太阳能发电装置生产流程如果有太多个高温热循环，会使生产制造时程拖长，影响生产效率，无形中也让生产所需的时间成本增加，所以太阳能发电装置生产流程可以将高温热循环移除或以他种技术来取代。传统太阳能发电技术均在硬基板上加工，利用离子植入将N/P型杂质植入基板不同深度来形成P/N二极体，然而N/P型杂质需占据半导体材料晶格的取代型位置才会有电性上的角色，偏偏经由离子植入机所植入的杂质原子在半导体材料晶格中均分布在空隙型位置，需透过大于950℃的长时间热循环才能将在空隙型位置的杂质原子改变成取代型位置，在取代型位置的N型杂质扮演一个电子的角色，而在取代型位置的P型杂质扮演一个电洞的角色，一个电子与一个电洞在空间中分开就会形成电场(Electronicfield)，然而PN二极体中的电场越强会让太阳能发电效率越高。五、缺少一个高储电量的蓄电装置：因为太阳能发电有一特性就是稀薄与间歇，也因为这一个原因让太阳能发电在绿能技术中可担负的任务就倍受怀疑，所以如果有机会寻找到一个高储电量的蓄电装置与太阳能发电来搭配，那太阳能发电就会在绿能发电的所有技术中一枝独秀，有突飞猛进地广泛被接受，不会再有任何杂音。因此，如何提升太阳能发电装置的发电效率，并降低太阳能发电装置的制造成本，更于常温中进行太阳能发电装置的制造，是相关技术人员亟需努力的目标。然而，太阳能发电也有正面的特性，包括太阳每天平均传送5x1019度(千瓦小时)的能量到达地球进入大气层，而现今地球上总人口数约70亿如果以100亿来估计是1x1011度，且每人每天需要在日常生活上的能量是约1.2度(千瓦小时)，所以地球上人类活动每天所需要总能量是1.2x1011度(千瓦小时)，如果完全依赖太阳能是可行的。此外太阳能所发的电能有：(i)洁净对环境没有任何负面影响。(ii)转换成其他能量形式是百分之百转换。(iii)可携带等优点。那太阳能技术目前到底碰到哪些瓶颈而无法普及，让每个家庭与每一个个人来接受使用。其中，如果以现今的太阳能技术来生产每一个人所需的太阳能元件的面积大小约需要120x120cm2来拦截太阳能量，如果厚度以1mm来估量总重量约3公斤，大家可以想象有谁愿意整天背着这样一个怪东西在身上，那到底怎样才会被每个人接受。如果有人提醒手机或女性化妆盒大小之太阳能发电装置，大家就会恍然大悟并同意这一个尺寸才是大家唯一能接受的大小样貌，而面积要从一米二缩小到女性化妆盒的大小，唯一要做的事是提升太阳能的发电效率，效率提升同时也有机会降低生产成本，所以太阳能发电效率的提升是人类在绿能的发展道路上急待解决的课题。
技术实现思路
有鉴于上述的分析，本专利技术之一目的是在提供一种改良式太阳能发电装置的制造方法，包含一半导体材料制备步骤，及一模组结合步骤。首先执行该半导体材料制备步骤，制备一N型半导体材料模组，及一P型半导体材料模组。接着执行该模组结合步骤，将该N型半导体材料模组及该P型半导体材料模组组合在一起，以形成一发电单元。本专利技术的又一技术手段，是在于上述之改良式太阳能发电装置的制造方法，更包含一于该半导体结合步骤后之电极制造步骤，于该发电单元之上表面形成一N电极，于该发电单元之下表面形成一P电极。本专利技术的另一技术手段，是在于上述之改良式太阳能发电装置的制造方法，更包含一于该电极制造步骤后之聚光体制造步骤，于该N电极之上表面形成一聚光体。本专利技术的再一技术手段，是在于上述之改良式太阳能发电装置的制造方法，更包含一于该半导体结合步骤及该电极制造步骤之间的孔洞制造步骤，于该N型半导体材料模组之上表面形成多个孔洞结构。本专利技术的又一技术手段，是在于上述之改良式太阳能发电装置的制造方法，更包含一于该孔洞制造步骤及该电极制造步骤之间的填充步骤，于该多个孔洞结构中填充一填充体，该填充体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改良式太阳能发电装置的制造方法，包含下列步骤：一半导体材料制备步骤，制备一N型半导体材料模组，及一P型半导体材料模组；及一模组结合步骤，将该N型半导体材料模组及该P型半导体材料模组组合在一起，以形成一发电单元。

【技术特征摘要】
1.一种改良式太阳能发电装置的制造方法，包含下列步骤：一半导体材料制备步骤，制备一N型半导体材料模组，及一P型半导体材料模组；及一模组结合步骤，将该N型半导体材料模组及该P型半导体材料模组组合在一起，以形成一发电单元。2.如权利要求1所述的改良式太阳能发电装置的制造方法，其特征在于，还包含一于该半导体结合步骤后的电极制造步骤，于该N型半导体材料模组的表面形成一N电极，于该P型半导体材料模组的表面形成一P电极。3.如权利要求2所述的改良式太阳能发电装置的制造方法，其特征在于，还包含一于该半导体结合步骤及该电极制造步骤之间的孔洞制造步骤，于该N型半导体材料模组的表面形成多个孔洞结构。4.如权利要求3所述的改良式太阳能发电装置的制造方法，其特征在于，还包含一于该孔洞制造步骤及该电极制造步骤之间的填充步骤，于该多个孔洞结构中填充一填充体，该填充体具有导电及催化的特性。5.如权利要求2所述的改良式太阳能发电装置的制造方法，其特征在于，还包含一于该电极制造步骤后的聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏颕，陈俋瑾，陈俋锡，王韡勋，王頥，
申请(专利权)人：陈柏颕，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71