[實用新型]太陽能電池

有效

• 申請號: 200920005458.0
• 申請日: 2009-02-16
• 公開（公告）號: CN201444480U
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發明（設計）人: 許國強;戴煜暐;陳永芳;吳孟修
• 申請（專利權）人: 新日光能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/0224
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能電池，特別涉及一種具有特殊電極結構的太陽能電池。

背景技術

硅是各種半導體產業中最為重要而且被廣泛使用的電子材料。現今，硅晶圓的生產供應已是相當成熟的技術，再加上硅的能隙適合吸收太陽光，使得硅晶太陽能電池成為目前使用最廣泛的太陽能電池。一般單晶硅或多晶硅太陽電池的構造包含下列幾層：外部電極(Conducting?grid)、抗反射層(Anti-reflective?layer)、N型與P型半導體層及內部電極(Back?contact?electrode)。

當P型及N型半導體層互相接觸時，N型半導體層內的電子會涌入P型半導體層中，以填補其內的空穴。在P-N接觸面附近，因電子-空穴的結合形成一個載子空乏區，而P型及N型半導體層中也因分別帶有負、正電荷而形成一個內建電場。當太陽光照射到此P-N結構時，P型和N型半導體層因吸收太陽光而產生電子-空穴對。由于空乏區所提供的內建電場，可以讓半導體內所產生的電子在電池內流動，因此若經由電極把電子引出，就可以形成一個完整的太陽能電池。

外部電極的材料一般為鎳、銀、鋁、銅及鈀等金屬的各種搭配組合，而且為了傳導足夠的電子流量，該電極與基板之間必須要有足夠大的傳導面積，然而，為降低外部電極對于太陽入射光的遮蔽率，外部電極覆蓋于基板上的表面積又必須盡可能地小。因此，對于外部電極結構的設計而言，其必須能夠兼顧低電阻以及低光遮蔽率的特性。目前的外部電極結構主要可分為匯流電極(bus?bar)及指狀電極(finger)兩大結構，其中，匯流電極的截面積尺寸大于指狀電極的截面積尺寸，換言之，匯流電極如同樹木的主干而指狀電極則如同樹木的分枝散布到電池表面各處。因此，電子借由指狀電極以匯集到匯流電極，并借由匯流電極以匯出至外部負載，換言之，尺寸較大的匯流電極有助于提高電子流量，而尺寸較小的指狀電極則有助于降低光遮蔽率。

請參照圖1所示，其為已知的太陽能電池的電極結構1的示意圖。在半導體基板11上設置二匯流電極12及復數指狀電極13。半導體內所產生的電子由該指狀電極13傳導至匯流電極12，再由匯流電極12把電子引出，以提供電能至負載或儲存電能。

單晶硅太陽電池的效率理論值最高達27％，研發階段約為24％，到產品商品化約只有12～14％。因此，如何提供一種電極結構及太陽能電池，以兼顧低的電阻特性及低的光遮蔽率，借以提高光電轉換的效率，實為當前重要的課題之一。

發明內容

有鑒于上述課題，本實用新型的目的是提供一種太陽能電池，其借由改變電極結構中指狀電極的形狀以實現低的電阻特性及低的光遮蔽率，借以提高太陽能電池的光電轉換效率。

為達上述目的，根據本實用新型的一種太陽能電池，其包含基板與設置在其表面上的電極結構，其中電極結構包含復數匯流電極及復數指狀電極。該匯流電極被間隔設置在基板上。該指狀電極被配置在該匯流電極的兩側，各該指狀電極具有一個第一端與一個第二端，該指狀電極的第一端與匯流電極的中的一個相連接，且第一端的尺寸大于第二端的尺寸。

其中，任一指狀電極的型態是從其第一端收斂至其第二端的結構體。

由于太陽能電池的電性表現與光利用率及電子傳輸阻力有著十分相關的關系，在已知的技術中，是通過縮小指狀電極的寬幅以降低光的遮蔽率，但是當指狀電極的寬幅縮小至一定的寬度后，則會因為電子流傳導通道較小而使得電阻值發變大，并導致電子在傳遞的過程發生電能的耗損(例如：因為電阻值過高而導致電能轉換為熱能，并逸散至外界)。因此，為避免電子在傳遞過程中因為高阻值而產生電能的損耗，則必須加寬指狀電極的寬幅，然而，如此的指狀電極結構勢必增加光的遮蔽率。有鑒于此，本實用新型的電極結構及太陽能電池將該指狀電極的第一端的尺寸設計為大于該指狀電極的第二端的尺寸，借以使太陽能電池能夠在不加大指狀電極寬幅的前提下，即維持低的光遮蔽率條件下，僅借由改變指狀電極的形狀，也就是指狀電極的第一端大于第二端的設計，而有效地降低電子流動時所受到的阻力。與已知的技術相較，本實用新型可通過指狀電極的結構變化，同時兼顧低的光遮蔽率以及低的電阻值的特性，從而可有效地提高太陽能電池整體的光電轉換效率。

附圖說明

圖1為已知的電極結構的示意圖；

圖2為本實用新型的太陽能電池的示意圖；及

圖3為具有不同變化狀態的本實用新型的電極結構的示意圖。

元件符號說明：

1：電極結構

11：基板

12：匯流電極

13：指狀電極

2：電極結構

21：基板

22：匯流電極