本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)一種多重反射結(jié)構(gòu)以及光電元件，其包括一基材以及一角錐體?；木哂幸坏菇清F狀凹陷，倒角錐狀凹陷具有至少三個(gè)第一反射側(cè)面。角錐體配置于基材上且位于倒角錐狀凹陷內(nèi)，其中角錐體具有至少三個(gè)第二反射側(cè)面，且各第二反射側(cè)面的法線(xiàn)與任一個(gè)第一反射側(cè)面的法線(xiàn)不在同一空間平面上。此外，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)另提出一種光電元件。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及ー種多重反射結(jié)構(gòu)(multi-reflection structure)以及光電元件,且特別是涉及ー種能夠降低界面反射(surface reflection)的多重反射結(jié)構(gòu)以及光電元件。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，光電產(chǎn)業(yè)(諸如顯示器產(chǎn)業(yè)、固態(tài)照明產(chǎn)業(yè)、太陽(yáng)光電產(chǎn)業(yè))的蓬勃發(fā)展持續(xù)改變?nèi)祟?lèi)生活。然而，在上述光電產(chǎn)業(yè)的開(kāi)發(fā)中，不可避免都會(huì)遇到界面反射的問(wèn)題，而介質(zhì)的折射率差異是導(dǎo)致界面反射的主因。在顯示器中，界面反射會(huì)導(dǎo)致顯示器的整體 亮度下降，而在固態(tài)照明元件(如發(fā)光二極管或有機(jī)電激發(fā)光元件)中，界面反射會(huì)導(dǎo)致整體出光效率低落。有研究指出，在一般的有機(jī)電激發(fā)光元件中，界面反射導(dǎo)致將近70%至80%的光損失。在太陽(yáng)電池中，界面反射也是直接導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率低落的主因。詳言之，太陽(yáng)電池是ー種將光能轉(zhuǎn)換為電能的光電元件，太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率與其所產(chǎn)生的光電流以及電壓有夫。為了增加光電流就必須增加太陽(yáng)電池的光吸收率。由于一般的單晶硅太陽(yáng)電池具有足夠的厚度，因此光線(xiàn)的吸收不是大大的問(wèn)題，因此，如何降低單晶硅太陽(yáng)電池的界面反射所導(dǎo)致的光損失，實(shí)為目前亟待解決的課題之一。根據(jù)菲涅耳定律(Fresnel’ s Law)，當(dāng)光線(xiàn)經(jīng)過(guò)兩個(gè)具有不同折射率的介質(zhì)的界面時(shí)，光線(xiàn)的反射率與ニ介質(zhì)的折射率差異正相關(guān)。詳言之，當(dāng)ニ介質(zhì)的折射率越接近，光線(xiàn)經(jīng)過(guò)此ニ介質(zhì)的界面時(shí)被反射的比率越低；反之，當(dāng)ニ介質(zhì)的折射率差異越大，光線(xiàn)經(jīng)過(guò)此ニ介質(zhì)的界面時(shí)被反射的比率越高。以半導(dǎo)體元件中常用的硅基材為例，對(duì)于可見(jiàn)光而言，其折射率值約在3至4之間，很明顯地，在具有平坦表面的硅基材與空氣的界面處，可見(jiàn)光的反射率相當(dāng)高(約有36%的光線(xiàn)被反射)。在現(xiàn)有的太陽(yáng)電池中，為了解決界面反射的問(wèn)題，一般會(huì)在硅基材太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)上形成ー非晶(amorphous)含氫的氮化硅抗反射層，以增加光線(xiàn)的利用率進(jìn)而提升太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率。然而，抗反射層仍無(wú)法大幅提升太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率。因此，已有現(xiàn)有技術(shù)(如 US 5，081，049，US5, 080，725，US 2009/071536, TWM 354858，US7，368, 655)于太陽(yáng)電池的入光面上形成光學(xué)微結(jié)構(gòu)，以使光線(xiàn)在太陽(yáng)電池表面處被反射多次，進(jìn)而降低界面反射所導(dǎo)致的光損失。然而，在前述的現(xiàn)有技術(shù)(如US 5，081，049，US5, 080，725，US 2009/071536, TWM 354858，US 7，368，655)中，由于絕大部分的光線(xiàn)在太陽(yáng)電池表面處只會(huì)被反射二次，因此界面反射所導(dǎo)致的光損失仍然無(wú)法大幅度地被降低。承上述，如何更為有效地抑制界面反射所導(dǎo)致的光損失，實(shí)為目前亟待解決的課題之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供ー種多重反射結(jié)構(gòu)以及光電兀件，其具有良好的光學(xué)表現(xiàn)。本專(zhuān)利技術(shù)提供ー種多重反射結(jié)構(gòu)，其包括一基材以及一角錐體。基材具有一倒角錐狀凹陷(inversed pyramid shaped recess),倒角錐狀凹陷具有至少三個(gè)第一反射側(cè)面。角錐體配置于基材上且位于倒角錐狀凹陷內(nèi)，其中角錐體具有至少三個(gè)第二反射側(cè)面，且各第二反射側(cè)面的法線(xiàn)與任ー個(gè)第一反射側(cè)面的法線(xiàn)不在同一空間平面(Plane)上。本專(zhuān)利技術(shù)提供ー種多重反射結(jié)構(gòu)，其包括一基材、至少ー第一角錐體以及至少ー第ニ角錐體。第一角錐體配置于基材上，且第一角錐體具有至少三個(gè)第一反射側(cè)面。第二角錐體配置于基材上，第二角錐體具有至少三個(gè)第二反射側(cè)面，且各第二反射側(cè)面的法線(xiàn)與任ー個(gè)第一反射側(cè)面的法線(xiàn)不在同一空間平面上。本專(zhuān)利技術(shù)提供一種光電元件，其包括一光電轉(zhuǎn)換層以及多個(gè)電扱。光電轉(zhuǎn)換層具有多個(gè)倒角錐狀凹陷以及多個(gè)角錐體， 其中各倒角錐狀凹陷具有至少三個(gè)第一反射側(cè)面，各角錐體分別位于對(duì)應(yīng)的倒角錐狀凹陷內(nèi)，角錐體具有至少三個(gè)第二反射側(cè)面，且各第二反射側(cè)面的法線(xiàn)與任ー個(gè)第一反射側(cè)面的法線(xiàn)不在同一空間平面上。此外，電極與光電轉(zhuǎn)換層電連接。為讓本專(zhuān)利技術(shù)的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。附圖說(shuō)明圖IA為第一實(shí)施例的多重反射結(jié)構(gòu)的立體圖；圖IB為第一實(shí)施例的多重反射結(jié)構(gòu)的上視圖；圖IC為第一實(shí)施例的多重反射結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2A至圖2E為第一實(shí)施例中不同的多重反射結(jié)構(gòu)的上視圖與剖視圖；圖3A與圖3B為第二實(shí)施例的多重反射結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4為第三實(shí)施例的光電元件的示意圖；圖5為圖IA的掃描電子顯微鏡(SEM)圖；圖6為第一實(shí)施例的反射率模擬結(jié)果。主要元件附圖標(biāo)記說(shuō)明100:多重反射結(jié)構(gòu)110:基材IlOa:入光面112:倒角錐狀凹陷112a:第一反射側(cè)面120 :角錐體120a :第二反射側(cè)面200 :多重反射結(jié)構(gòu)210 :基材220 :第一角錐體222:第一反射側(cè)面230 :第二角錐體232 :第二反射側(cè)面NL1、NL2:法線(xiàn)LI :鄰接線(xiàn)L2 :棱線(xiàn)Θ1、Θ2:傾斜角Η、Η1、Η2:高度D :深度W :最大寬度 具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例圖IA為第一實(shí)施例的多重反射結(jié)構(gòu)的立體圖，圖IB為第一實(shí)施例的多重反射結(jié)構(gòu)的上視圖，而圖IC為第一實(shí)施例的多重反射結(jié)構(gòu)的剖視圖。請(qǐng)參照?qǐng)DIA至圖1C，本實(shí)施例的多重反射結(jié)構(gòu)100包括一基材110以及至少一角錐體120?；?10具有至少ー倒角錐狀凹陷112，倒角錐狀凹陷112具有至少三個(gè)第一反射側(cè)面112a。角錐體120配置于基材110上且位于倒角錐狀凹陷112內(nèi)，其中角錐體120具有至少三個(gè)第二反射側(cè)面120a，且各第二反射側(cè)面120a的法線(xiàn)NL2與任ー個(gè)第一反射側(cè)面112a的法線(xiàn)NLl不在同一空間平面上。在本實(shí)施例中，倒角錐狀凹陷112的數(shù)量與角錐體120的數(shù)量相同，且倒角錐狀凹陷112例如以陣列方式分布于基材110的入光面IlOa上。在本實(shí)施例中，基材110例如為硅基材、塑膠基材、玻璃基材、石英基板、金屬基板，而基材110與角錐體120例如為相同材質(zhì)。以硅基材為例，倒角錐狀凹陷112以及角錐體120例如是通過(guò)非等向性蝕刻的方式來(lái)制作，而所采用的蝕刻液例如為氫氧化鉀(KOH)或氫氧化四甲基銨(TMAH)，本實(shí)施例不限定所使用的蝕刻液的種類(lèi)、濃度以及蝕刻進(jìn)行的時(shí)間，此領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需求而作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。此外，硅基材上的倒角錐狀凹陷112以及角錐體120也可采用熱壓或紫外光固化等方式進(jìn)行制作。以塑膠基材為例，倒角錐狀凹陷112以及角錐體120可通過(guò)鑄模制作エ藝或壓印制作エ藝來(lái)制作。以玻璃基材、石英基板、金屬基板為例，倒角錐狀凹陷112以及角錐體120可通過(guò)蝕刻制作エ藝或壓印制作エ藝來(lái)制作。如圖IA至圖IC所示，本實(shí)施例的第一反射側(cè)面112a的數(shù)量為4個(gè)，第二反射側(cè)面120a的數(shù)量為8個(gè)，且各個(gè)第一反射側(cè)面112a與各個(gè)第二反射側(cè)面120a例如皆為平面。值得注意的是，本實(shí)施例并不限定第一反射側(cè)面112a與第二反射側(cè)面120a的數(shù)量，意即，本實(shí)施例的第一反射側(cè)面112a的數(shù)量為NI個(gè)(NI為任意大于或等于3的整數(shù))，而第二反射側(cè)面120a的數(shù)量為N2個(gè)(N2為任意大于或等于3的整數(shù))。本實(shí)施例不限定NI與N2之間的關(guān)系。換言之，NI可以小于N2。在其它實(shí)施例中，NI也可以等于或是大于N2，端視設(shè)計(jì)需求而定。在本實(shí)施例中，4個(gè)第一本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多重反射結(jié)構(gòu)，包括：基材，具有一倒角錐狀凹陷(inversed？pyramid？shaped？recess)，其中該倒角錐狀凹陷具有至少三個(gè)第一反射側(cè)面；以及角錐體，配置于該基材上且位于該倒角錐狀凹陷內(nèi)，其中該角錐體具有至少三個(gè)第二反射側(cè)面，且各該第二反射側(cè)面的法線(xiàn)與任一個(gè)第一反射側(cè)面的法線(xiàn)不在同一空間平面(plane)上。
【技術(shù)特征摘要】
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【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄭琮達(dá)，朱仁佑，林鼎晸，陳怡萍，李佳翰，鄭信鴻，張櫻諭，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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