本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種具有高光利用率的薄膜太陽(yáng)能電池及其制造方法。該薄膜太陽(yáng)能電池主要包括：一基板、一前電極、一P型半導(dǎo)體層、一本質(zhì)(i)型半導(dǎo)體層、一N型半導(dǎo)體層、一第三透明導(dǎo)電層以及一背電極。通過(guò)多層透明導(dǎo)電膜的設(shè)置可增加前電極的霧度，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的薄膜太陽(yáng)能電池可提升光利用率與整體光電轉(zhuǎn)換效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種薄膜太陽(yáng)能電池，特別涉及一種。通過(guò)多層透明導(dǎo)電膜的設(shè)置可增加前電極的霧度，該薄膜太陽(yáng)能電池可提升光利用率與電池整體光電轉(zhuǎn)換效率。
技術(shù)介紹
由于人類(lèi)意識(shí)到能源大量不足的嚴(yán)重性，故各種綠色環(huán)保能源相關(guān)研究漸受重視，其中又因太陽(yáng)能供應(yīng)無(wú)虞，且生產(chǎn)電能過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，成為熱門(mén)的替代能源，并帶動(dòng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。從太陽(yáng)表面所放射出來(lái)的能量，換算成電力約為3.8X 1023kff ;此太陽(yáng)能的總量若以距離太陽(yáng)一億五千萬(wàn)公里的地球上換算所接收的太陽(yáng)能量，以電力表示約為1.77 X 1014kW，此值約為全球平均年消耗電力的十萬(wàn)倍。因此，若能夠有效的運(yùn)用太陽(yáng)能，則不僅能解決消耗性能源的問(wèn)題，連環(huán)保問(wèn)題也可一并獲得解決。值得注意的是，在眾多的太陽(yáng)能電池技術(shù)中，薄膜太陽(yáng)能電池因使用硅原料少、總光電轉(zhuǎn)換量高及可以與建材結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)而備受矚目。目前，以玻璃作為基板的薄膜太陽(yáng)能電池，大多采用超基板(Superstrate)結(jié)構(gòu)。超基板結(jié)構(gòu)即在玻璃基板上鍍透明導(dǎo)電層(Transparent Conductive Oxide,TC0)后，再依序鍍上P-1-N三層硅薄膜層(又稱(chēng)光吸收層)，最后再鍍上金屬層，入射光經(jīng)由玻璃基板端進(jìn)入太陽(yáng)能電池內(nèi)。由于超基板(Superstrate)結(jié)構(gòu)的薄膜太陽(yáng)能電池的底層為金屬，若入射光沒(méi)有完全被光吸收層吸收，可通過(guò)金屬反射層將光反射回吸收層，再次利用光能。但由于金屬層對(duì)硅的附著度不佳，若直接沉積金屬層于硅上，金屬層與硅的接面因缺陷造成光線吸收，使光無(wú)法有效反射回吸收層，故常在金屬層與硅之間加入一 TCO層，以增加光線的反射率與提高組件的穩(wěn)定性。超基板(Superstrate) 結(jié)構(gòu)的薄膜太陽(yáng)能電池需要上下二層透明導(dǎo)電層，較靠近入射光那層稱(chēng)為前向透明導(dǎo)電層(Front TC0)，另一層稱(chēng)為背向透明導(dǎo)電層(Back TC0)。然而，若TCO表面平坦，入射光即直進(jìn)直出薄膜太陽(yáng)能電池，無(wú)法有效利用太陽(yáng)能；反之，若TCO表面具有一霧度(Haze)，則可增加光散射的程度，提高光被吸收利用的機(jī)會(huì)。又，習(xí)知提升透明導(dǎo)電膜的霧度的方法，一般是采用濕式化學(xué)蝕刻方式，然而其再現(xiàn)性較差且成本也較高。基于上述問(wèn)題，因此極需提出一種具有低成本且可提升TCO霧度的薄膜太陽(yáng)能電池。參照中國(guó)公告專(zhuān)利第CN101618952號(hào)，其主要公開(kāi)了一種平板玻璃生產(chǎn)透明導(dǎo)電膜玻璃的方法。其利用化學(xué)氣相沉積法于一熱玻璃基板上沉積分別沉積氧化硅、氧化硼的離子屏蔽層；于退火區(qū)內(nèi)沉積氧化錫摻銻、氟、磷的導(dǎo)電膜層，形成雙層復(fù)合膜，再用霧度調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)導(dǎo)電層表面霧度，實(shí)現(xiàn)平板玻璃穩(wěn)定生產(chǎn)大規(guī)格導(dǎo)電膜玻璃的需求。然而，該專(zhuān)利并未對(duì)導(dǎo)電膜表面霧度規(guī)格與需求作一詳細(xì)揭露，如此亦同時(shí)影響后續(xù)應(yīng)用范圍。參照中國(guó)專(zhuān)利CN201857348號(hào)，其公開(kāi)了一種用于太陽(yáng)能電池的透明導(dǎo)電膜玻璃。其基板為表面含有少量Sn4+氧化物的ΑΖ0，該專(zhuān)利結(jié)構(gòu)耐酸蝕、均勻性佳及其可見(jiàn)光穿透率超過(guò)85%、霧度大于10%等性質(zhì)。然而該專(zhuān)利所公開(kāi)的太陽(yáng)能電池的穿透率較高，亦即太陽(yáng)光利用率較低，如此亦同時(shí)影響后續(xù)應(yīng)用范圍。參照臺(tái)灣公開(kāi)專(zhuān)利第201，123,479號(hào)，其主要公開(kāi)了一種具規(guī)則圖案的透明導(dǎo)電薄膜的制作方法。其利用光微影蝕刻玻璃技術(shù)于透明導(dǎo)電薄膜上制備所需的規(guī)則化圖案表面，此規(guī)則化圖案表面可增加透明導(dǎo)電玻璃表面霧度，提高光散射程度而提高太陽(yáng)能電池的效率。然而，該專(zhuān)利使用的光微影蝕刻技術(shù)缺點(diǎn)為蝕刻較不均勻且制程易污染透明導(dǎo)電玻璃，如此亦同時(shí)影響后續(xù)應(yīng)用范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本專(zhuān)利技術(shù)的主要目的在于提供一種，取代傳統(tǒng)使用濕式蝕刻法增加前電極霧度的太陽(yáng)能電池，可提升前電極霧度的透明導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)，通過(guò)該結(jié)構(gòu)可使入射光行進(jìn)路線增加進(jìn)而提升電池整體光利用率以及光電轉(zhuǎn)換效率。為達(dá)到上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用以下技術(shù)方案:—種具有高光利用率的薄膜太陽(yáng)能電池，主要包括:一基板；一前電極；一P型半導(dǎo)體層；一本質(zhì)α)型半導(dǎo)體層；一N型半導(dǎo)體層；一第三透明導(dǎo)電層；以及一背電極。其中，前電極被覆于該基板的表面，用以提升光的利用率，且該前電極包括:一第一透明導(dǎo)電層；以及一第二透明導(dǎo)電層被覆于第一透明導(dǎo)電層的表面；p型半導(dǎo)體層被覆于前電極的表面，用于產(chǎn)生電洞；本質(zhì)α)型半導(dǎo)體層被覆于P型半導(dǎo)體層的表面，用于提高可見(jiàn)光譜光子的吸收范圍#型半導(dǎo)體層被覆于本質(zhì)(i)半導(dǎo)體層的表面，用于產(chǎn)生電子；第三透明導(dǎo)電層被覆于N型半導(dǎo)體層的表面；以及背電極被覆于第三透明導(dǎo)電層的表面，用以取出電能。一種具有高光利用率的薄膜太陽(yáng)能電池的制造方法，其步驟包括:提供一基板；沉積一前電極于基板的表面；沉積一 P型半導(dǎo)體層于前電極的表面；沉積一本質(zhì)Q)型半導(dǎo)體層于P型半導(dǎo)體層的表面；沉積一 N型半導(dǎo)體層于本質(zhì)(i)半導(dǎo)體層的表面；沉積一第三透明導(dǎo)電層于N型半導(dǎo)體層的表面；以及沉積一背電極于第三透明導(dǎo)電層的表面。其中，前電極包括一第一透明導(dǎo)電層與一第二透明導(dǎo)電層。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一特征，前電極的平均霧度值為15%至30%間，且第二透明導(dǎo)電層的膜厚范圍為6奈米至20奈米間。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一特征，第二透明導(dǎo)電層選自于氧化鋁鋅(AZO)。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的又一特征，第二透明導(dǎo)電層的結(jié)晶尺寸為20奈米至500奈米間。本專(zhuān)利技術(shù)的具有高霧度透明導(dǎo)電膜太陽(yáng)能電池具有以下的功效:1.本專(zhuān)利技術(shù)的前電極采用不同層數(shù)的透明導(dǎo)電膜，且透過(guò)結(jié)晶尺寸的不同而改變晶界面，使薄膜表面產(chǎn)生粗糙化結(jié)構(gòu)。通過(guò)該結(jié)構(gòu)可使入射光行進(jìn)路線增加，造成散射現(xiàn)象，且提升薄膜太陽(yáng)能電池前電極的霧度；2.有別于習(xí)知的濕蝕刻方式增加霧度，本專(zhuān)利技術(shù)的透明導(dǎo)電膜再現(xiàn)性較佳、制程步驟簡(jiǎn)單且更可提升霧度與光的利用率； 不同層數(shù)的前電極的設(shè)置，可使整體光電轉(zhuǎn)換效率提升。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，下文特舉數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)的一種具有高光利用率的薄膜太陽(yáng)能電池的一實(shí)施例示意圖；圖2為本專(zhuān)利技術(shù)的一種具有高光利用率的薄膜太陽(yáng)能電池的另一實(shí)施例示意圖；圖3為本專(zhuān)利技術(shù)的一種具有高光利用率的薄膜太陽(yáng)能電池的制備流程圖；以及圖4為實(shí)施例1與未含有兩層透明導(dǎo)電層的比較例示意圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明 100薄膜太陽(yáng)能電池~ 110基板120前電極 120a第一透明導(dǎo)電層 120b第二透明導(dǎo)電層121至少兩個(gè)透明導(dǎo)電層 130P型半導(dǎo)體層140本質(zhì)(i)型半導(dǎo)體層 150N型半導(dǎo)體層160第三透明導(dǎo)電層 170背電極200薄膜太陽(yáng)能電池的制備流程圖具體實(shí)施例方式現(xiàn)請(qǐng)參考圖1，為本專(zhuān)利技術(shù)的一種具有高光利用率的薄膜太陽(yáng)能電池100的一實(shí)施例不意圖。薄膜太陽(yáng)能電池100主要包括:一基板110、一前電極120、一 P型半導(dǎo)體層130、一本質(zhì)(i)型半導(dǎo)體層140、一N型半導(dǎo)體層150、一第三透明導(dǎo)電層160以及一背電極170。其中，該P(yáng)型半導(dǎo)體層130被覆于該前電極的表面，用于產(chǎn)生電洞；該第一本質(zhì)(i)型半導(dǎo)體層140，被覆于該P(yáng)型半導(dǎo)體層130的表面，用于提高可見(jiàn)光譜光子的吸收范圍；該第一 N型半導(dǎo)體層150，被覆于本質(zhì)(i)半導(dǎo)體層140的表面，用于產(chǎn)生電子；第三透明導(dǎo)電層160被覆于N型半導(dǎo)體層150的表面；以及背電極170被覆本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有高光利用率的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，包括：一基板；一前電極，被覆于該基板的表面，用以提升光的利用率，該前電極包括一第一透明導(dǎo)電層；以及一第二透明導(dǎo)電層，被覆于該第一透明導(dǎo)電層的表面；一P型半導(dǎo)體層，被覆于該前電極的表面，用于產(chǎn)生電洞；一本質(zhì)型半導(dǎo)體層，被覆于該P(yáng)型半導(dǎo)體層的表面，用于提高可見(jiàn)光譜光子的吸收范圍；一N型半導(dǎo)體層，被覆于該本質(zhì)半導(dǎo)體層的表面，用于產(chǎn)生電子；一第三透明導(dǎo)電層，被覆于該N型半導(dǎo)體層的表面；以及一背電極，被覆于該第三透明導(dǎo)電層的表面，用以取出電能；其中，前電極的平均霧度值為15％至30％間，且第二透明導(dǎo)電層的膜厚范圍為6奈米至20奈米間。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有高光利用率的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，包括: 一基板； 一前電極，被覆于該基板的表面，用以提升光的利用率，該前電極包括一第一透明導(dǎo)電層；以及一第二透明導(dǎo)電層，被覆于該第一透明導(dǎo)電層的表面； 一 P型半導(dǎo)體層，被覆于該前電極的表面，用于產(chǎn)生電洞； 一本質(zhì)型半導(dǎo)體層，被覆于該P(yáng)型半導(dǎo)體層的表面，用于提高可見(jiàn)光譜光子的吸收范圍； 一 N型半導(dǎo)體層，被覆于該本質(zhì)半導(dǎo)體層的表面，用于產(chǎn)生電子； 一第三透明導(dǎo)電層，被覆于該N型半導(dǎo)體層的表面；以及 一背電極，被覆于該第三透明導(dǎo)電層的表面，用以取出電能； 其中，前電極的平 均霧度值為15%至30%間，且第二透明導(dǎo)電層的膜厚范圍為6奈米至20奈米間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述第二透明導(dǎo)電層為氧化鋁鋅(AZO)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述第一透明導(dǎo)電層的結(jié)晶尺寸為25奈米至800奈米間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述第二透明導(dǎo)電層的結(jié)晶尺寸為20奈米至500奈米間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述第一透明導(dǎo)電層、第二透明導(dǎo)電層與第三透明導(dǎo)電層的制備方法選自濺鍍法、蒸鍍法、化學(xué)氣相沉積法、化學(xué)噴霧法、溶膠-凝膠法、浸潰法、旋轉(zhuǎn)涂布法或脈沖磁控濺鍍法之一。6.一種具有高光利用率的薄膜太陽(yáng)能電池的制造方法，...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李炳寰，張嘉宏，連水養(yǎng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：亞樹(shù)科技股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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