专利名称：电极上具有散射层的太阳能电池的利记博彩app
技术领域：
本实用新型关于一种太阳能电池。
背景技术：
随着石油价格的一再攀升以及环保意识逐渐的抬头，人们积极地寻找及开发替代的能源，而其中太阳能的利用为最主要的技术发展方向。各式太阳能电池的种类非常多，其各家制造材料、结构设计各有不同，但太阳能电池最基本的结构可分为N型与P型半导体层、抗反射层(anti-reflection layer)及金属电极等三个主要部份。N型与P型半导体层是光伏特效应的来源；抗反射层乃用在减少入射光的反射以增强电流；金属电极则是用来连接组件和外部负载。其中的各个构件都具有繁复的制程，制程方法的成效影响着太阳能转换为电能的转换效率，而光电转换效率能否提高以降低太阳能电池的产电成本是影响太阳能产业的发展的关键因素。因此，业界注入庞大的资金以及人力去研究太阳能电池的制程方法，以期获得较高的光电转换效能。公知的金属电极结构包括汇流电极(bus bar)及指状电极(finger)，其中，电子藉由指状电极汇集到汇流电极，并藉由汇流电极汇出至外部负载。不过，金属电极在太阳能电池上覆盖的表面积会遮蔽太阳的入射光，因此金属电极覆盖在太阳能电池上的表面积必须尽可能地小，然而，为了传导足够的电子流量，金属电极又必须要有足够大的传导面积。但无论如何取舍金属电极覆盖的表面积，金属电极覆盖在太阳能电池上的表面积仍然会影响太阳光的入射量，降低太阳能电池的光电转换效率。有鉴于此，如何提供一种太阳能电池，使得太阳能电池的入射光线量增加，以提升光电转换的效率，已成为重要课题之一。
实用新型内容有鉴于上述课题，本实用新型的目的为提供一种太阳能电池，使得太阳能电池的入射光线量增加，以提升光电转换的效率。本实用新型可采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型的一种太阳能电池，包括一基板；一抗反射层，设置在基板上；一电极结构，设置在抗反射层上；以及一散射层，设置在电极结构上，其包括多个散射粒子，所述散射层用以将光线散射至抗反射层，且其具有光子转换效能。在本实用新型的一实施例中，基板包括至少一 N型半导体层及至少一 P型半导体层。在本实用新型的一实施例中，基板为非晶硅基板、单晶硅基板、多晶硅基板、微晶硅基板或砷化镓基板。在本实用新型的一实施例中，抗反射层的材质为氮化硅、氧化硅、或氮氧化硅。在本实用新型的一实施例中，电极结构具有多个汇流电极及多个指状电极，汇流电极间隔设置在抗反射层上，指状电极间隔设置在汇流电极的两侧并且电性连接至汇流电极。较佳地，散射层设置在指状电极上。在本实用新型的一实施例中，散射层材质为掺杂散射粒子的可透光高分子材料， 且可透光高分子材料的折射系数大于1.1。在本实用新型的一实施例中，散射粒子为荧光粉体、有机荧光色素、高分子荧光材料、无机荧光材料、量子点荧光材料、混成荧光材料、磷光粉体、染料、或上述材质的组合。借由上述技术方案，本实用新型的一种太阳能电池至少具有下列优点因依据本实用新型的一种太阳能电池，利用设置在太阳能电池的电极结构上的散射层，将原本会被电极结构遮蔽的光线散射至抗反射层内，减少入射光线的遮蔽率，且具有光子转换效能。与公知的技术相较，本实用新型使得太阳能电池的入射光线量增加，较佳地，散射层中的散射粒子为荧光材料，其同时具有散射及波长转换两种功用，光子经散射粒子碰撞后，不仅会产生散射现象让光线在整个太阳能电池内行经的路径更长，以增加光电转换效率，更可将射入散射层光线的波长转换为在太阳能电池内光电转换效率较佳的长波长，以提升入射光线的利用率，进而有效地提高太阳能电池整体光电转换的效能。
图1为本实用新型优选实施例的太阳能电池的剖面结构图；图2为本实用新型第一优选实施例的太阳能电池的立体示意图；以及图3为本实用新型第二优选实施例的太阳能电池的立体示意图。主要元件符号说明1、2、3:太阳能电池11 基板12 抗反射层13:电极结构131 指状电极132 汇流电极14,24,34 散射层Sl 散射方向
具体实施方式
以下将参照相关图式，说明依据本实用新型优选实施例的一种太阳能电池，其中相同的组件将以相同的元件符号加以说明。请参照图1，其为依据本实用新型优选实施例的太阳能电池的剖面结构图。太阳能电池1，包括一基板11 ；一抗反射层12，设置在基板11上；一电极结构13，设置在抗反射层 12上；以及一散射层14，设置在电极结构13上，用以将光线散射至抗反射层12。基板11可为非晶硅基板、单晶硅基板、多晶硅基板、微晶硅基板或砷化镓基板，且基板11包括至少一 N型半导体层及至少一 P型半导体层(图未示)。当P型及N型半导体层互相接触时，在两种半导体层的交界面上便会形成P-N接面，而当光线进入至经过扩散制程处理后的半导体基板内时，由于光、电转换的作用，使得N型半导体层内的电子涌入 P型半导体层中，填补其内的电洞，同时在P-N接面附近则因电子-电洞的再结合而形成一个载子空乏区，在P型及N型半导体层中也因其分别带有负、正电荷，而形成一个内建电场， 让半导体内所产生的电子在电池内流动，产生电子流(或电流)。抗反射层12的材质为氮化硅、氧化硅、或氮氧化硅。抗反射层12设置在基板 11的照光表面上，由于空气与硅的折射系数差异甚大，光线通过空气与硅的接口时会有明显光线反射情形，因此抗反射层12设置在基板11可减少入射光的反射。并且，抗反射层12经由表面处理形成一粗糙面，使抗反射层12具有良好的抗反射效果，而且还有钝化 (passivation)的作用。在实际运用上，亦可使用其它可对硅表面进行钝化的材质设置在基板11上，并藉由涂布、浸泡、沉积、喷洒、真空蒸镀、网版印刷、平版印刷、溅镀、点注、浇注或贴合等方式，形成抗反射层12。以下请同时参考图1及图2所示，图2为本实用新型第一优选实施例的太阳能电池的立体示意图。电极结构13具有多个汇流电极132及多个指状电极131，汇流电极132间隔设置在抗反射层12上，指状电极131间隔设置在汇流电极132的两侧并且电性连接至汇流电极 132。当基板11的半导体层(图未示)将吸收到的光线转变为电子时，指状电极131可将半导体层所产生的电子汇集至与其电性连接的汇流电极132，最后再藉由汇流电极与外部负载的连结，将经过光、电转换反应所产生的电子流传递至外界。在本实施例中，汇流电极132实质上彼此平行设置在基板11上，且每一汇流电极 132连结在一外部负载(图未示)，同时指状电极131与汇流电极132实质上垂直设置。而形成其电极结构13的方法可为溅镀、蒸镀、涂布、印刷、喷墨印刷及其组合。另，在本实施例中，电极结构13以包括二个汇流电极132及三个指状电极131为例，然可因需求不同，而增减汇流电极132及指状电极131的数量。散射层14设置在电极结构13上，并包括多个散射粒子(图未示)，散射层14可将光线散射至抗反射层12，且其具有光子转换效能。当太阳光线垂直照射至散射层14时，光线会形成同散射方向Sl的散射光线，换言之，散射层14将原本被电极结构13遮蔽的光线散射至抗反射层12，使得射入基板11的光线量增加，详细的实施方式会在之后的实施例中描述。其中，形成散射层14的方法可为溅镀、蒸镀、涂布、印刷、喷墨印刷及其组合，非用以限制本实用新型。请参照图2所示，在太阳能电池2中，散射层对较佳地设置在电极结构13的指状电极131上，并将照射至指状电极131的光线散射至抗反射层12。在本实施例中，散射层M中的散射粒子，为荧光粉体、有机荧光色素、高分子荧光材料、无机荧光材料、量子点荧光材料、混成荧光材料、磷光粉体、染料、或上述材质的组合。 因而，散射粒子同时具有散射及波长转换的功用，当入射的太阳光线照射至散射层M可透光的高分子材料内的荧光粉粒子(图未示)时，光子会与荧光粉粒子发生碰撞，产生散射现象，造成光子的运动方向改变，使得光线在整个太阳能电池2内行经的路径更长，进而提升太阳能电池2的光电转换效能。同时，荧光粉粒子亦可吸收波长较短的光线，例如紫外光， 并放出波长较长的光线如可见光或红外光，藉以使得照射光线经波长转换后，进入至太阳能电池内半导体层的大部分光线均落在可用波长的区段，进而提高太阳能电池2对于整体入射光的利用率。并且，在本实施例中，散射层M由可透光的高分子材料掺杂上述散射粒子所构成，其可透光的高分子材料的折射系数大于1. 1，透过高折射率的散射层对，可降低太阳光线照射的反射率。此外，在形成散射层M的制造过程中，可能会因误差而造成少部分的散射层M被设置在抗反射层12上，但由在散射层M可透光的特性，其对于抗反射层12的抗反射率不会造成太大的影响，并且，若散射层M的折射系数较佳地选用大于1. 1但小于抗反射层12的折射系数时，散射层M、抗反射层12、及基板的半导体层的折射率将具有递增的特性，更可降低光线的反射率。请参照图3所示，其为本实用新型第二优选实施例的太阳能电池的立体示意图。 其与图2的太阳能电池2的不同之处在于，在太阳能电池3中，散射层34同时设置在电极结构13的汇流电极132与指状电极131上，以将照射至汇流电极132及指状电极131的光线散射至抗反射层12，且其具有光子转换效能，可同时提升进入基板11的光线量以及入射光线的利用率，达到太阳光线利用的最大化。综上所述，因依据本实用新型的一种太阳能电池，利用设置在太阳能电池的电极结构上的散射层，将原本会被电极结构遮蔽的光线散射至抗反射层内，减少入射光线的遮蔽率，且其具有光子转换效能。与公知的技术相较，本实用新型使得太阳能电池的入射光线量增加，较佳地，散射层中的散射粒子为荧光材料，其同时具有散射及波长转换两种功用， 光子经散射粒子碰撞后，不仅会产生散射现象让光线在整个太阳能电池内行经的路径更长，以增加光电转换效率，更可将射入散射层光线的波长转换为在太阳能电池内光电转换效率较佳的长波长，以提升入射光线的利用率，进而有效地提高太阳能电池整体光电转换的效能。以上所述仅是举例性，而非限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在权利要求所限定的范围内。
权利要求1.一种电极上具有散射层的太阳能电池，其特征在于，包括一基板；一抗反射层，设置在所述基板上；一电极结构，设置在所述抗反射层上；以及一散射层，设置在所述电极结构上，其包括多个散射粒子，所述散射层用以将光线散射至所述抗反射层，且其具有光子转换效能。
2.根据权利要求1所述的电极上具有散射层的太阳能电池，其特征在于，其中所述基板包括至少一 N型半导体层及至少一 P型半导体层。
3.根据权利要求1所述的电极上具有散射层的太阳能电池，其特征在于，其中所述基板为非晶硅基板、单晶硅基板、多晶硅基板、微晶硅基板或砷化镓基板。
4.根据权利要求1所述的电极上具有散射层的太阳能电池，其特征在于，其中所述抗反射层的材质为氮化硅、氧化硅、或氮氧化硅。
5.根据权利要求1所述的电极上具有散射层的太阳能电池，其特征在于，其中所述电极结构具有多个汇流电极及多个指状电极，所述汇流电极间隔设置在所述抗反射层上，所述指状电极间隔设置在所述汇流电极的两侧并且电性连接至所述汇流电极。
6.根据权利要求5所述的电极上具有散射层的太阳能电池，其特征在于，其中所述散射层设置在所述指状电极上。
专利摘要本实用新型揭露一种太阳能电池，其包括一基板；一抗反射层，设置在基板上；一电极结构，设置在抗反射层上；以及一散射层，设置在电极结构上，其包括多个散射粒子，散射层用以将光线散射至抗反射层，且具有光子转换效能。本实用新型的太阳能电池可将射入散射层光线的波长转换为在太阳能电池内光电转换效率较佳的长波长，以提升入射光线的利用率，进而有效地提高太阳能电池整体光电转换的效能。
文档编号H01L31/04GK201985118SQ20102059395
公开日2011年9月21日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者刘维轩, 吴孟修, 戴煜暐, 陈永芳 申请人:新日光能源科技股份有限公司