太阳能电池制造技术

本发明专利技术提供一种太阳能电池，其包括基板、至少第一光电转换单元、至少第二光电转换单元及光学反射元件。第一光电转换单元及第二光电转换单元配置于基板上，光学反射元件配置于第一光电转换单元及第二光电转换单元之间，其中该光学反射元件由多层薄膜堆叠所组成，且具有至少两种不同的折射率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于 一种太阳能电池，且特别是有关于 一种具光学反射元件 的太阳能电池。
技术介绍
太阳能电池与 一般的电池不同。太阳能电池是将太阳能转换成电能的装置，不需要透过电解质来传递导电离子，而是改采半导体产生PN结(PN j unction )以获4寻电 <立。太阳能电池一种利用太阳光直接发电的光电半导体，其将高纯度的半导 体材料加入一些杂质使其呈现不同的性质，如加入硼可形成P型半导体，加 入磷可形成N型半导体，PN两型态的半导体结合后，当太阳光入射时，会 产生电子与空穴，有电流通过时，则产生电力。太阳能电池种类繁多，若依材料的种类来区分，可分为单晶硅(single crystal silicon)、 多晶硅(polycrystal silicon)或非晶珪(amorphous silicon, 简称 a-Si)等，要判别一个太阳能电池性能的好坏，主要是依据转换效率的好坏来 决定，而提高转换效率的主要做法其中之一是包括将太阳能电池制作成堆叠 式电池(TandemCell)。堆叠式电池是将两个或两个以上的电池元件堆叠，上 层电池是吸收较高能量的光谱，下层电池是吸收较低能量的光语，透过不同 材料的电池可将光子的能量层层吸收。图1绘示已知的堆叠式太阳能电池的剖面示意图。为了方便说明，图l 仅绘示说明所需的构件。请参考图1,已知的堆叠式太阳能电池1至少包括 第一光电转换单元12、第二光电转换单元14、反射层13、上玻璃基板ll、 下玻璃基板16及电极15。其中，电极15配置于下玻璃基板16上，反射层 13配置于第一光电转换单元12及第二光电转换单元14之间，而上玻璃基板 11配置于第一光电转换单元12上。上玻璃基板11为透明基板，当光线17由上玻璃基板11入射时，部分 光线会经由反射层13反射至第一光电转换单元12,而部分光线会穿透反射层13至第二光电转换单元14。更明确地说，当光线17由上玻璃基板11入 射时，由于单层反射层13的材料特性，短波段波长会经由反射层13反射至 第一光电转换单元12中，且第一光电转换单元重复吸收短波段波长，而长 波段波长穿透反射层13至第二光电转换单元14内并被第二光电转换单元14 吸收。反射层13在不同的厚度下对光线会产生不同的干涉效果。反射层13的 厚度必须控制在一定的范围，才会得到短波段具高反射而长波段具低反射的 特性，然而，不同的反射层材料具有不同的折射率，因此，对于厚度的要求 条件亦不相同。图2绘示为不同材料的反射层所需要的厚度与反射特性的曲 线图，当使用氧化锌(ZnO)为反射层材料时，薄膜的厚度必须达到3000埃(A) 才会在低波长有较高的反射率，在此条件下，所达到的反射率为62%,当使 用铟锡氧化物(ITO)为反射层材料时，反射层的厚度必须达到2500埃(A)，在 此条件下，所达到的反射率为40%。第一光电转换单元12及第二光电转换单元14在电性传导上具备串联关 系，其利用反射层13将第一光电转换单元12及第二光电转换单元14串联， 因此，若反射层的厚度较小，则串联的电阻值亦会减少。为达到低串联电阻 的要求必须使反射层的厚度减少，但减少反射层厚度又无法符合堆叠式太阳 能电池在反射率上的需求，且使用单层反射层所得到的反射效果并不显著。 因此，已知的太阳能电池具有许多问题尚待解决。
技术实现思路
有鉴于上述，本专利技术的目的就是在提供一种太阳能电池，具有高低折射 率的多层薄膜交互堆叠，以提高太阳能电池对光能量的吸收。本专利技术的再一目的是在提供一种太阳能电池，其包括上述的堆叠式薄 膜，使太阳能电池具有优选的光电转换效率。为达上述或与其他目的，本专利技术提出一种太阳能电池，此太阳能电池包 括基板、至少第一光电转换单元、至少第二光电转换单元及光学反射元件。 第一光电转换单元及第二光电转换单元配置于基板上，光学反射元件配置于 第一光电转换单元及第二光电转换单元之间，其中该光学反射元件由多层薄 膜堆叠所组成，且具有至少两种不同的折射率。依照本专利技术优选实施例所述的太阳能电池，其中第 一光电转换单元包括第一半导体层、第一N型半导体层及第一P型半导体层，其中第一半导体层 配置于第一 N型半导体层及第一 P型半导体层之间，且第一半导体层的材料 为非晶硅。依照本专利技术优选实施例所述的太阳能电池，其中第二光电转换单元包括 第二半导体层、第二N型半导体层及第二P型半导体层，其中第二半导体层配置于第二 N型半导体层及第二 P型半导体层之间，且第二半导体层的材料为微晶硅。依照本专利技术优选实施例所述的太阳能电池，其中光学反射元件包含至少 三层薄膜，薄膜包括透明导电薄膜或介电层。依照本专利技术优选实施例所述的太阳能电池，其中第n+l层的介电层的折 射率不同于第n层及第n+2层的介电层的折射率，其中，n为正实数。依照本专利技术优选实施例所述的太阳能电池，其中第n层及第n+2层的介 电层的折射率相同，或是第n层及第n+2层的介电层的折射率不同。依照本专利技术优选实施例所述的太阳能电池，其中第n+l层的介电层的折 射率大于或小于第n层及第n+2层的介电层的折射率。其中介电层的折射率 介于1.3-5.6之间。依照本专利技术优选实施例所述的太阳能电池，其中入射光源入射至光学反 射元件的波长范围介于300-2500纳米之间。光线经由第一光电转换单元入射至光学反射元件及第二光电转换单元， 且部分光线通过光学反射元件反射至第一光电转换单元中。依照本专利技术优选实施例所述的太阳能电池，其中光学反射元件的材料例 如是介电材料，包括氧化物或氮化物。优选地，光学反射元件的材料包括铟 锡氧化物、锌氧化物或锡氧化物。依照本专利技术优选实施例所述的太阳能电池，还包括电极及盖板，电极配 置于基板上，电极的材料包括金属或合金，而盖板配置于该基板上且覆盖住 第一光电转换单元及第二光电转换单元，盖板的材料包括铟锡氧化物。其中 基板包括玻璃基板、石英基板或其他适当材料的基板。在本专利技术所提出的太阳能电池中，具高低折射率且相互堆叠的光学反射 元件，因此，可以选择性的反射特定的波长范围，并使得反射率增加，如此 一来，即可使太阳能电池具良好的光电转换效率。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。 附图说明图1为已知的堆叠式太阳能电池的剖面示意图2为图1的太阳能电池的反射层的厚度及反射特性的曲线图3为本专利技术优选实施例的太阳能电池的剖面示意图；以及图4为图3的太阳能电池与已知的太阳能电池的反射特性比较的曲线图。附图标记il明1、 3:太阳能电池 12、 32:第一光电转换单元 14、 34:第二光电转换单元 16:下玻璃基板 31:盖板 36:基板322:第一半导体层 341:第二P型半导体层 343:第二N型半导体层具体实施例方式图3绘示本专利技术优选实施例的太阳能电池的结构示意图。本实施例的太 阳能电池3至少包括第一光电转换单元32、光学反射元件33、第二光电转 换单元34及基板36。光学反射元件33配置于第一光电转换单元32及第二 光电转换单元34之间，第二光电转换单元34及第一光电转换单元32依序 堆叠配置于基板36上，且第一光电转换单元32位于光入射面。以下针对第 一光电转换单元32、第二光电转换单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，包括：一基板；至少第一光电转换单元及第二光电转换单元，该第一光电转换单元及该第二光电转换单元配置于该基板上；以及至少一光学反射元件，配置于该第一光电转换单元及该第二光电转换单元之间，其中该光学反射元件 由多层薄膜堆叠所组成，且具有至少两种不同的折射率。

【技术特征摘要】
1、一种太阳能电池，包括一基板；至少第一光电转换单元及第二光电转换单元，该第一光电转换单元及该第二光电转换单元配置于该基板上；以及至少一光学反射元件，配置于该第一光电转换单元及该第二光电转换单元之间，其中该光学反射元件由多层薄膜堆叠所组成，且具有至少两种不同的折射率。2、 如权利要求1所述的太阳能电池，其中该第一光电转换单元包括 第一半导体层；以及第一 N型半导体层及第一 P型半导体层，其中该第一半导体层配置于该 第一 N型半导体层及该第一 P型半导体层之间。3、 如权利要求2所述的太阳能电池，其中该第一半导体层的材料为非 晶硅，该第一N型半导体层包括N掺杂的非晶硅，该第一P型半导体包括P 掺杂的非晶硅。4、 如权利要求1所述的太阳能电池，其中该第二光电转换单元包括 第二半导体层；以及第二 N型半导体层及第二 P型半导体层，其中该第二半导体层配置于该 第二 N型半导体层及该第二 P型半导体层之间。5、 如权利要求4所述的太阳能电池，其中该第二半导体层的材料为微 晶硅，该第二N型半导体层包括N掺杂微晶硅，该第二P型半导体包括P 掺杂微晶硅。6、 如权利要求1所述的太阳能电池，其中该光学反射元件包含至少三 层的该薄膜，该薄膜包括透明导电层或介电层。7、 如权利要求6所述的太阳能电池，其中该光学反射元件的材料包括 氧化物、氮化物、铟锡氧化物、锌氧化物、锡氧化物或导电材料。8、 如权利要求6所述的太阳能电池，其中第n+l层的该薄膜的折射率 不同于第n层及第n+2层的该薄膜的折射率，其中n为正实数。9、 如权利要求8所述的太阳能电池，其中该第n层及该第n+2层的薄 膜的折射率为相同或不同。10、 如权利要求8所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚富渊，陈世鹏，邢泰刚，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]