[發明專利]串疊式太陽能電池結構

無效

• 申請號: 200710088105.7
• 申請日: 2007-03-15
• 公開（公告）號: CN101197398A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 賴利弘;黃堃芳;謝文升;賴利溫
• 申請（專利權）人: 海德威電子工業股份有限公司;禧通科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/0376;H01L51/42
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 謝麗娜;陳肖梅

技術領域

本發明涉及一種串疊式太陽能電池，特別是一種具有非晶硅基的頂層太陽能電池的串疊式太陽能電池。

背景技術

為了光伏電子元件的輸出達最大化，被半導體材料所吸收的不同能量及波長的光子的數量需不斷提升。太陽光的光譜約略分布在300至2200納米之間，其所對應的能量分別為介于4.2至0.59電子伏特(eV)之間。光伏電子元件中，形成元件吸收層的不同摻雜型態的半導體層，其導帶與共價帶的能量差異稱為光能隙(optical?bandgap?energy)，而能被光伏電子元件所吸收的太陽光的能量范圍取決于此光能隙。當太陽輻射線能量小于光能隙時，則不會被半導體材料吸收，因此無助益于光伏電子元件的電力產生。

經過數年的發展，太陽能電池已獲致不同程度的成功。單接合太陽能電池雖具有效果，但無法達到多接合太陽能電池的效能及轉換功率。不幸的，多接合及單接合太陽能電池由不同材料所構成，僅能捕捉部分的太陽光并將的轉換為電力。以非晶硅及其合金制作的多接合太陽能電池具有寬且低的光能隙的內層(optical?bandgap?intrinsici-layers)，如氫化非晶硅碳及氫化非晶硅鍺。非晶硅太陽能電池具有較高的開路電壓及低電流，相對捕捉太陽光譜中波長范圍介于400至900納米(nm)間的光波并轉換為電力。

因此，對于大范圍、低成本的光伏電子元件應用，氫化非晶硅基的太陽能電池技術是目前的首選。如何應用非晶硅于光伏電子元件仍然是目前的課題之一，亦為發展高效率電子元件的解決方案。

發明內容

本發明之一目的是提供一種串疊式太陽能電池，具有一種非晶硅太陽能電池，設置于一種非硅基太陽能電池之上，非晶硅層能夠吸收波長介于200至600納米的入射光。

本發明的另一目的是提供一種串疊式太陽能電池，于非硅基太陽能電池的入射面上，設置一種非晶硅基的疊層結構，此疊層非晶硅基太陽能電池可設計為與入射角度低相關的抗反射層。

因此，本發明之一實施例是提供一種串疊式太陽能電池結構，其具有一非硅基的底層太陽能電池，及一非晶硅基的頂層太陽能電池的疊層，其設置于非硅基的底層太陽能電池之上。

通過上述技術特征，本發明設在底層太陽能電池上的非晶硅層對于光能介于2.7到4電子伏特(eV)具有較佳的效果。

附圖說明

圖1根據本發明一實施例的串疊式太陽能電池的結構剖視圖。

圖2根據本發明一實施例的非晶硅的光吸收圖譜。

圖中符號說明

100????????太陽光

101????????主動材料層

102????????底層電池基板

103、10????導體層

105????????導電界面結構

106????????非晶硅層

具體實施方式

在描述本發明之前先定義專門用詞，需要說明的是此些專門用詞完全適用于本說明書(application)。

請參考圖1，根據本發明的精神，一種串疊式太陽能電池結構包含一疊層的頂層太陽能電池設置于一底層太陽能電池之上，于一實施例中，一p-n單接合型包含在一底層電池基板(bottom-cell?substrate)102上設置具有單光能隙(single?optical?bandgap)之一主動材料層101。可以選擇的，p-n型及p-i-n型包含在底層電池基板102上設置具有多光能隙(multiple?optical?bandgaps)的多層的主動材料層101。可以理解的是，在主動材料層101與底層電池基板102間可包含其它的疊層，例如緩沖層，但本發明不限制于上述。

于一實施例中，底層電池基板102可以是一砷化鎵基板。可以理解的是，此處的”砷化鎵”作為基板是基于其半導體結構，故凡第III-V族二元半導體材料皆可作為此半導體材料，只要其成份與此砷化鎵相對應。需要說明的是，某些延伸應用(deviation)，其能滿足電子元件的需求或有不必要的摻雜，如鋁等，抑即允許加入原有的砷化鎵的制程。對于其它為特殊需求(anticipated?need)的摻雜及較不明顯的修正亦應被允許，其中砷及鎵的結合至少占基板組成的95％。此外，需要特別提出說明的是，所謂”基板”應被理解為主動層下的任何材料，例如，鏡射層、波導層、覆蓋層及任何其它疊層，該疊層為主動層兩倍以上的厚度。