[發(fā)明專利]太陽能電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710091745.3
• 申請日: 2007-04-09
• 公開（公告）號: CN101286531A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚富淵;陳世鵬;邢泰剛
• 申請（專利權(quán)）人: 臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/0216
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 陶鳳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種太陽能電池，且特別是有關(guān)于一種具光學(xué)反射元件的太陽能電池。

背景技術(shù)

太陽能電池與一般的電池不同。太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，不需要透過電解質(zhì)來傳遞導(dǎo)電離子，而是改采半導(dǎo)體產(chǎn)生PN結(jié)(PNjunction)以獲得電位。

太陽能電池一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體，其將高純度的半導(dǎo)體材料加入一些雜質(zhì)使其呈現(xiàn)不同的性質(zhì)，如加入硼可形成P型半導(dǎo)體，加入磷可形成N型半導(dǎo)體，PN兩型態(tài)的半導(dǎo)體結(jié)合后，當(dāng)太陽光入射時，會產(chǎn)生電子與空穴，有電流通過時，則產(chǎn)生電力。

太陽能電池種類繁多，若依材料的種類來區(qū)分，可分為單晶硅(singlecrystal?silicon)、多晶硅(polycrystal?silicon)或非晶硅(amorphous?silicon，簡稱a-Si)等，要判別一個太陽能電池性能的好壞，主要是依據(jù)轉(zhuǎn)換效率的好壞來決定，而提高轉(zhuǎn)換效率的主要做法其中之一是包括將太陽能電池制作成堆疊式電池(Tandem?Cell)。堆疊式電池是將兩個或兩個以上的電池元件堆疊，上層電池是吸收較高能量的光譜，下層電池是吸收較低能量的光譜，透過不同材料的電池可將光子的能量層層吸收。

圖1繪示已知的堆疊式太陽能電池的剖面示意圖。為了方便說明，圖1僅繪示說明所需的構(gòu)件。請參考圖1，已知的堆疊式太陽能電池1至少包括第一光電轉(zhuǎn)換單元12、第二光電轉(zhuǎn)換單元14、反射層13、上玻璃基板11、下玻璃基板16及電極15。其中，電極15配置于下玻璃基板16上，反射層13配置于第一光電轉(zhuǎn)換單元12及第二光電轉(zhuǎn)換單元14之間，而上玻璃基板11配置于第一光電轉(zhuǎn)換單元12上。

上玻璃基板11為透明基板，當(dāng)光線17由上玻璃基板11入射時，部分光線會經(jīng)由反射層13反射至第一光電轉(zhuǎn)換單元12，而部分光線會穿透反射層13至第二光電轉(zhuǎn)換單元14。更明確地說，當(dāng)光線17由上玻璃基板11入射時，由于單層反射層13的材料特性，短波段波長會經(jīng)由反射層13反射至第一光電轉(zhuǎn)換單元12中，且第一光電轉(zhuǎn)換單元重復(fù)吸收短波段波長，而長波段波長穿透反射層13至第二光電轉(zhuǎn)換單元14內(nèi)并被第二光電轉(zhuǎn)換單元14吸收。

反射層13在不同的厚度下對光線會產(chǎn)生不同的干涉效果。反射層13的厚度必須控制在一定的范圍，才會得到短波段具高反射而長波段具低反射的特性，然而，不同的反射層材料具有不同的折射率，因此，對于厚度的要求條件亦不相同。圖2繪示為不同材料的反射層所需要的厚度與反射特性的曲線圖，當(dāng)使用氧化鋅(ZnO)為反射層材料時，薄膜的厚度必須達(dá)到3000埃()才會在低波長有較高的反射率，在此條件下，所達(dá)到的反射率為62％，當(dāng)使用銦錫氧化物(ITO)為反射層材料時，反射層的厚度必須達(dá)到2500埃()，在此條件下，所達(dá)到的反射率為40％。

第一光電轉(zhuǎn)換單元12及第二光電轉(zhuǎn)換單元14在電性傳導(dǎo)上具備串聯(lián)關(guān)系，其利用反射層13將第一光電轉(zhuǎn)換單元12及第二光電轉(zhuǎn)換單元14串聯(lián)，因此，若反射層的厚度較小，則串聯(lián)的電阻值亦會減少。為達(dá)到低串聯(lián)電阻的要求必須使反射層的厚度減少，但減少反射層厚度又無法符合堆疊式太陽能電池在反射率上的需求，且使用單層反射層所得到的反射效果并不顯著。因此，已知的太陽能電池具有許多問題尚待解決。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于上述，本發(fā)明的目的就是在提供一種太陽能電池，具有高低折射率的多層薄膜交互堆疊，以提高太陽能電池對光能量的吸收。

本發(fā)明的再一目的是在提供一種太陽能電池，其包括上述的堆疊式薄膜，使太陽能電池具有優(yōu)選的光電轉(zhuǎn)換效率。

為達(dá)上述或與其他目的，本發(fā)明提出一種太陽能電池，此太陽能電池包括基板、至少第一光電轉(zhuǎn)換單元、至少第二光電轉(zhuǎn)換單元及光學(xué)反射元件。第一光電轉(zhuǎn)換單元及第二光電轉(zhuǎn)換單元配置于基板上，光學(xué)反射元件配置于第一光電轉(zhuǎn)換單元及第二光電轉(zhuǎn)換單元之間，其中該光學(xué)反射元件由多層薄膜堆疊所組成，且具有至少兩種不同的折射率。

依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所述的太陽能電池，其中第一光電轉(zhuǎn)換單元包括第一半導(dǎo)體層、第一N型半導(dǎo)體層及第一P型半導(dǎo)體層，其中第一半導(dǎo)體層配置于第一N型半導(dǎo)體層及第一P型半導(dǎo)體層之間，且第一半導(dǎo)體層的材料為非晶硅。

依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所述的太陽能電池，其中第二光電轉(zhuǎn)換單元包括第二半導(dǎo)體層、第二N型半導(dǎo)體層及第二P型半導(dǎo)體層，其中第二半導(dǎo)體層配置于第二N型半導(dǎo)體層及第二P型半導(dǎo)體層之間，且第二半導(dǎo)體層的材料為微晶硅。