具高吸收效率表面結構的太陽能電池

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

098135586

專利證號

I 415276

專利獲證名稱

具高吸收效率表面結構的太陽能電池

專利所屬機關 (申請機關)

國立中正大學

獲證日期

2013/11/11

技術說明

目前一般市售太陽能電池以結晶矽為主要材料，光電轉換效率大約為18%，其中矽對於太陽光有37.5%的反射率，這些反射的太陽光成為了使太陽能電池效率不高的一個重要因素。太陽能電池對於材料降低反射率常用的方法包含使用鍍膜技術以及粗化技術，其中鍍膜技術是在光學元件之表面鍍一層或多層薄膜，產生多個介面，使得經由各個界面反射回來的光波與光波之間產生破壞性的干涉，直至反射光消失。另外粗化技術包含隨機結構粗化以及規則性結構粗化，藉由結構減少全反射機率與增加光線於材料內部之停留時間。太陽能電池表面反射光，是造成太陽能效率下降的最大原因。為了減少反射，鍍製抗反射膜及表面粗化是常採用的方式之一。抗反射膜的應用常會遇到的問題為無法在所有波長中有效的壓低反射率，尤其是在短波長部份，而且，抗反射膜之抗反射效果與光線的入射角度有關，當入射光角度較大時，無法有效壓低反射，因此逐漸勢微。另一方面，目前太陽能電池表面粗化的相關研究非常多，諸如：2006年C. M. Yang 等人，使用鹼蝕刻製作出金字塔型(Pyramid)微結構，有88%的抗反射率，2007年U. Gangopadhyay等人，使用酸蝕刻所製作的表面不規則粗化，有84%的抗反射率。2008年L. A. Dobrzan’skia等人，使用鹼蝕刻加上雷射製程，在材料表面挖出正交溝槽(Perpendicular grooves)，有91.7%的抗反射率。然而，前揭的粗化方法均為在太陽電池之表面產生任意粗化，雖然可以降低部分反射光，但是因為無法控制其任意粗化參數，導致表面粗化結果無法針對反射光波長進行最佳化設計，而最終讓太陽能電池無法達到最完美的抗反射效果。 This invention provides a high absorption efficiency surface structure of the solar cell, which contains a back conduction layer, a sunlight-to-energy conversion layer, a front conduction layer, and a glass seal layer in a sequence of stack. Surface roughness of sunlight-to-energy conversion layer results high absorption structure. Such high absorption structure contains many holes on the sunlight incident surface with regular arrangement. Therethrough, we design an appropriate absorption structure of sunlight-to-energy conversion layer with the emitting spectrum of sunlight. This invention enables the designer to optimize the reflection characters of solar cell in accordance with their requirement.

備註

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