[發明專利]具有光收集效果電極結構的光伏元件

有效

• 申請號: 200910006482.0
• 申請日: 2009-02-18
• 公開（公告）號: CN101807615A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 劉宗憲;秦玉玲
• 申請（專利權）人: 晶元光電股份有限公司
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052;H01L31/0224
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

本發明涉及一種光伏元件的電極結構，特別是涉及一種具有光收集效果 的太陽電池電極結構。

背景技術

太陽電池是光伏元件中最基本的元件，一般太陽電池為了達到更高的轉 換效率，有以下的幾個方法可以達成。一為提高太陽電池內部的光電轉換效 率；二為增加光的入射量(如：聚光或表面粗化)；三為降低串聯電阻(如：采 用較低電阻的電極設計)。其中較低電阻的電極設計包含電極材料的選擇(如： 降低金屬與半導體的接觸電阻)和調整電極分布。

圖1為已知太陽電池結構與電阻關系的示意圖。如圖1所示，已知太陽 電池結構包含鍺(Ge)基板1，第一隧穿層2位于鍺基板1之上，砷化鎵銦 (GaInAs)層3位于第一隧穿層2之上，第二隧穿層4位于砷化鎵銦層3之上， 磷化鎵銦(GaInP)層5位于第二隧穿層4之上，上電極6位于磷化鎵銦層5 之上，及下電極7位于鍺基板1之下。整個電池的串聯電阻為各層所產生電 阻值的總和，至少包括上電極電阻(a)、接觸電阻(b)、橫向電阻(c)、磷化鎵 銦層電阻(d)、第二隧穿層電阻(e)、砷化鎵銦層電阻(f)、第一隧穿層電阻(g) 及鍺基板電阻(h)。其中，和上電極有關的電阻有三種，即上電極電阻(upper electrode?resistance)a、接觸電阻(contact?resistance)b、及橫向電阻(lateral resistance)c。

從先前文獻得知：縮小兩電極間的間距可以降低電流橫向電阻c。但一 般的太陽電池電極剖面為四邊型，故縮小兩電極間的間距或增加電極的寬度 時會減少光的入射量，使得太陽電池效能無法提高。

發明內容

本發明通過改變太陽電池電極的剖面形狀及數量調整兩電極間的間距 與電極的寬度，以達到較低的串聯電阻，且不會減少太陽光的入射量。

本發明通過改變太陽電池電極的剖面形狀及數量，在改變太陽光入射角 度時將太陽光導入太陽電池電極下方的電池，以增加電池利用率。且加大太 陽光入射角度時，可以減少入射光的反射率。

在本發明實施例中，光伏元件包括：生長基板；III-V族化合物所形成 的半導體結構位于該生長基板之上，該半導體結構具有第一表面；以及多個 電極，位于該第一表面上，其中任一該多個電極具有至少一平面及一剖面， 該平面可改變光入射角度，并與該第一表面間具有夾角θ，其中30°＜θ＜90°； 該多個電極的剖面彼此分隔開。

在本發明實施例中，該多個電極上還可包括抗反射層或分布布拉格反射 (DBR)結構。

在本發明實施例中，該多個電極剖面形狀不為正方形或長方形。

在本發明實施例中，該平面為曲面或斜面。

在本發明實施例中，該多個電極剖面的上表面與下表面不相等；其形狀 為三角形、圓弧形或梯形。

在本發明實施例中，該多個電極需為反射率大于50％的材料所組成。

附圖說明

圖1描述已知太陽電池結構與電阻關系的示意圖。

圖2為本發明實施例的多結太陽電池100結構圖。

圖3A和圖3B描述本發明以相同電極體積為例，計算等效遮光面積的 示意圖。

附圖標記說明

1：鍺基板????????????2：第一隧穿層

3：砷化鎵銦層????????4：第二隧穿層

5：磷化鎵銦層????????6：上電極

7：下電極????????????a：上電極電阻

b：接觸電阻??????????c：橫向電阻

d：磷化鎵銦層電阻????e：第二隧穿層電阻

f：砷化鎵銦層電阻????g：第一隧穿層電阻

h：鍺基板電阻????????D：兩正方形電極的間距

P：第一上電極????????Q：第四上電極

11：第一電池?????????????12：第一隧穿結

13：第二電池?????????????14：第二隧穿結

15：第三電池?????????????100：多結太陽電池

110：下電極??????????????111：第一基層

112：第一射層????????????113：第一窗戶層

120：歐姆接觸層??????????121：高摻雜n型雜質濃度層