TWI382552B - 具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池與其製作方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種薄膜太陽能電池與其製作方法，特別是有關於一種在第一光吸收層與第二光吸收層之間中配置有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池與其製作方法。
現行薄膜太陽電池技術中，由於薄膜太陽能電池因電子電洞的再結合或是因光的損失等等的原因，使得光電轉換效率有其極限值，因此在製程過程當中，常會在能隙梯度範圍低與能隙梯度範圍高的材料中間，增加一介質層(Interlayer)。藉以當光入射至薄膜太陽能電池時，能隙梯度範圍低的材料可吸收部份的短波長光線，而剩餘沒被吸收的短波長光線，藉由接觸到介質層時將會產生反射，因此反射回之短波長光線可再次被吸收，藉以增加薄膜太陽能電池的發電效率，例如先前技術中，美國專利第5,021,100號乃在薄膜太陽能電池裡，加入一層非導體的選擇性反射膜(Dielectric Selective Reflection Film)，但因為介質層須連結不同能隙梯度範圍的材料，故其具一定的導電性，易在製造過程中進行外圍絕緣處理時發生漏電的現象，而且電流在傳遞時，也容易發生電流短路的情形。
因此，請參考第1A圖，美國專利第6,632,993號乃在介質層5上以雷射方式切割一道斷路線槽51，阻斷電流在介質層5流通時產生電流短路的問題。又如美國專利第6,870,088號亦揭露類似的作法，請參考第1B圖，不過其更進一步於在沈積完介質層1後，先進行一道雷射切割以形成一斷路線槽8，之後再按照標準的製程在第一光吸收層2至第二光吸收層3間，切割一第二線槽9，不過要特別留意的是，第二線槽9是切割在斷路線槽8之內，因此同樣能避免上述問題。然由於美國專利第6,632,993號與美國專利第6,870,088號皆是藉由雷射切割一斷路線槽(51,8)之方式達到避免電流短路的效果，都會增加製程上的手續與成本，對於大量生產的廠商而言十分不利。因此如何增進薄膜太陽能電池之發電效率以及避免介質層之電流短路現象，並且可同時減低生產成本，即成為業界的重要課題。
為了解決上述先前技術不盡理想之處，本發明提供了一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池與其製作方法，此薄膜太陽能電池至少包括基板、前電極層、第一光吸收層、第二光吸收層與背電極層。其中在第一光吸收層與第二光吸收層之間設有複數個不透明之高反射粒子，彼此呈不連續分佈且使用具有較佳導電性之材質，因此當入射光接觸複數個不透明高反射粒子之表面時，可將入射光在第一光吸收層與第二光吸收層之間進行反射，以增加入射光在第一光吸收層及第二光吸收層之間的行經路線。
因此，本發明之主要目的係提供一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中在第一光吸收層與第二光吸收層之間設有複數個不透明高反射粒子，且這些不透明高反射粒子彼此呈不連續分佈，故當入射光接觸到這些不透明高反射粒子之表面時，可使入射光在第一光吸收層與第二光吸收層之間進行反射，進而有效強烈改變進入第二光吸收層長波長光線的行進方向(例如：紅外光)，以增加入射光在第二光吸收層之行徑路線，進而增加長波長光線(例如：紅外光)在第二光吸收層之利用率。
本發明之次要目的係提供一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中在第一光吸收層與第二光吸收層之間設有複數個不透明高反射粒子，且這些不透明高反射粒子彼此呈不連續分佈，故當入射光接觸到這些不透明高反射粒子之表面時，可使入射光在第一光吸收層與第二光吸收層之間進行反射，因此部分第一光吸收層的短波長光線再進行反射，以增加入射光在第一光吸收層之行徑路線，進而使第一光吸收層可再次吸收反射回之短波長光線。
本發明之另一目的係提供一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，因在第一光吸收層與第二光吸收層之間設有複數個不透明高反射粒子，故可減少電流自背電極層或前電極層經第二線槽流向前電極層或背電極層時，因電流導通至這些不透明高反射粒子所產生之電流短路的現象。
本發明之又一目的係提供一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，因在第一光吸收層與第二光吸收層之間設有複數個不透明高反射粒子，故可使得第一光吸收層與第二光吸收層近似於同質界面的結構，故不會有在異質介面產生能隙不連續的問題。
本發明之又一目的係提供一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中在第一光吸收層與第二光吸收層之間設有複數個不透明高反射粒子，且這些不透明高反射粒子之形狀並沒有限制，可以是球狀、方塊狀、多邊形狀或不規則狀等，其中以使用球狀為較佳，因為可使反射的方向、角度任意改變，進而可增加光的行徑路線。
本發明之再一目的係提供一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其所製作出之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中在第一光吸收層與第二光吸收層之間設有複數個不透明高反射粒子，且這些不透明高反射粒子彼此呈不連續分佈，故當入射光接觸到這些不透明高反射粒子之表面時，可使入射光在第一光吸收層與第二光吸收層之間進行反射，進而有效強烈改變進入第二光吸收層長波長光線的行進方向(例如：紅外光)，以增加入射光在第二光吸收層之行徑路線，進而增加長波長光線(例如：紅外光)在第二光吸收層之利用率。
本發明之再一目的係提供一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其所製作出之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中在第一光吸收層與第二光吸收層之間設有複數個不透明高反射粒子，且這些不透明高反射粒子彼此呈不連續分佈，故當入射光接觸到這些不透明高反射粒子之表面時，可使入射光在第一光吸收層與第二光吸收層之間進行反射，因此部分第一光吸收層的短波長光線再進行反射，以增加入射光在第一光吸收層之行徑路線，進而使第一光吸收層可再次吸收反射回之短波長光線。
本發明之再一目的係提供一種具有不透明高反射粒子之製作方法，其所製作出之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，因在第一光吸收層與第二光吸收層之間設有複數個不透明高反射粒子，故可減少電流自背電極層或前電極層經第二線槽流向前電極層或背電極層時，因電流導通至這些不透明高反射粒子所產生之電流短路的現象。
本發明之再一目的係提供一種具有不透明高反射粒子之製作方法，其所製作出之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，因在第一光吸收層與第二光吸收層之間設有複數個不透明高反射粒子，故可使得第一光吸收層與第二光吸收層近似於同質界面的結構，故不會有在異質介面產生能隙不連續的問題。
本發明之再一目的係提供一種具有不透明高反射粒子之製作方法，其所製作出之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中在第一光吸收層與第二光吸收層之間設有複數個不透明高反射粒子，且這些不透明高反射粒子之形狀並沒有限制，可以是球狀、方塊狀、多邊形狀或不規則狀等，其中以使用球狀為較佳，因為可使反射的方向、角度任意改變，進而可增加光的行徑路線。
由於本發明係揭露一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池與其製作方法，其中所利用之太陽能電池之光電轉換原理及製作原理，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之結構示意，並未亦不需要依據實際尺寸完整繪製，盍先敘明。
首先請參考第2A圖，係本發明提出之第一較佳實施例，為一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池100，至少包括依序堆疊形成之基板11、前電極層12、第一光吸收層131、第二光吸收層132與背電極層14。其中在第一光吸收層131與第二光吸收層132之間設有複數個彼此呈現不連續分布之不透明之高反射粒子15，且這些不透明之高反射粒子15為使用具有較佳導電性之材質所製成，其中以銀或鋁等金屬材質為較佳。請參考第2B圖，當入射光L1以進入方向I1從基板11進入而接觸到高反射粒子15之表面時，藉由高反射粒子15之不連續分佈，可使入射光L1在第一光吸收層131與第二光吸收層132之間進行反射(R11,R12)，藉以增加入射光L1在第一光吸收層131及第二光吸收層132之間的行徑路線。而上述之行徑路線的方式有以下兩種情況，請繼續參考第2A圖：
情況一：當入射光L1以進入方向I1從基板11進入而經過第一光吸收層131時，此時第一光吸收層131將吸收部份短波長光線，而剩餘沒被吸收的短波長光線，會藉由接觸到複數個不透明高反射粒子15之表面而產生反射R11，此時反射R11的路徑為增加入射光L1在第一光吸收層131之行徑路線，可使第一光吸收層131再次吸收反射回之短波長光線，以增加第一光吸收層131光線的吸收率。
情況二：當入射光L1以進入方向I1從基板11進入而經過第一光吸收層131以接觸到複數個不透明高反射粒子15邊緣之表面時，則會在第二光吸收層132進行反射R12，此反射R12的路徑為增加入射光L1在第二光吸收層132之行徑路線，可使得第二光吸收層132的長波長光線之反射率提高(例如：紅外光)，進而增加長波長光線(例如：紅外光)在第二光吸收層132之利用率。因為現行技術，對於改變長波長光線行進路線的能力較差，因此使得第二光吸收層132無法更有效的利用並吸收長波長光線(如：紅外光)，但是透過本發明之不透明高反射粒子15，因其為高反射的導體，所以可以增加紅外光的行徑路線，因此對增加第二光吸收層132之利用率大有助益。
上述之不透明高反射粒子15之粒徑係小於300奈米為較佳，可使用相等之粒徑，也可使用不相等之粒徑。重要的是不透明高反射粒子15為呈現不連續之分佈，因此可使得入射光L1容易接觸到這些不透明高反射粒子15，以增加反射(R11,R12)之動作，而分佈時所使用之間距亦不限，相等之間距或不相等之間距，皆可視實際需求使用。並且不透明高反射粒子15之形狀並沒有限制，可以是球狀、方塊狀、多邊形狀或不規則狀等任選一種，或是將上述之形狀組合使用亦可。請參考第2B圖，其中以使用球狀為較佳，因為可使反射(R11,R12)的方向、角度任意改變，進而可增加光的行徑路線。
上述之第一光吸收層131與第二光吸收層132具有能隙梯度範圍係介於0.5~2eV之間。在此要特別說明的是，因在第一光吸收層131與第二光吸收層132之間使用上述之不透明高反射粒子15，因此使得第一光吸收層131與第二光吸收層132近似於同質界面的結構，故不會有在異質介面產生能隙不連續的問題。
此外，請參考第2C圖，標準薄膜太陽能電池100之電流路徑為E，而本發明可減少電流自背電極層14經第二線槽G2流向前電極層12時，因電流導通至複數個不透明高反射粒子15所產生之電流短路的現象，如電流路徑E1所示，因當電流E1自背電極14欲往前電極12行徑時，可能會接觸到不透明高反射粒子15，但因不透明高反射粒子15的體積並不大，或者可能於形成第二線槽G2時，而被切割成體積更小之粒子，因此即使電流路徑E1接觸到不透明高反射粒子15，也不易產生電流短路的現象，而使電流可以繼續往前電極層12行徑。
一般而言，基板11選用的材料為透明基材；前電極層12可為單層結構或多層結構之透明導電氧化物(TCo:Transparent Conductive Oxide)，其材料可以為二氧化錫(SnO2
)、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鎵鋅(GZO)或氧化銦鋅(IZO)等任一種所構成的材料；第一光吸收層131或第二光吸收層132可為單結構或多層結構所組成，而其可選用材料為結晶矽半導體、非晶矽半導體、半導體化合物、有機半導體或敏化染料等任一種所構成的材料；背電極層14可為單結構或多層結構所組成，其包含一金屬層，其金屬層可採用金屬材料為銀(Ag)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎳(Ni)或金(Au)等任一種，此外背電極層14進一步包含一透明導電氧化物，其可選用材料為二氧化錫(SnO2
)、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鎵鋅(GZO)或氧化銦鋅(IZO)等任一種所構成的材料。
請繼續參考第3圖，係本發明提出之第二較佳實施例，為另一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池200，至少包括依序堆疊形成之基板21、背電極層24、第二光吸收層232、第一光吸收層231與前電極層22。其中在第二光吸收層232與第一光吸收層231之間設有複數個彼此呈現不連續分布之不透明之高反射粒子25，且這些不透明之高反射粒子25為使用具有較佳導電性之材質所製成，其中以銀或鋁等金屬材質為較佳。請繼續參考第3圖，當入射光以進入方向I2從前電極層22進入而接觸到高反射粒子25之表面時，藉由高反射粒子25之不連續分佈，可使入射光L2在第一光吸收層231與第二光吸收層232之間進行反射(R21,R22)，藉以增加入射光L2在第一光吸收層231及第二光吸收層232之間的行徑路線。本實施例與前述第一較佳實施例最大的差異在於，第一較佳實施例的堆疊形成順序為基板11、前電極層12、第一光吸收層131、第二光吸收層132與背電極層14，本實施例的堆疊形成順序則為基板21、背電極層24、第二光吸收層232、第一光吸收層231與前電極層22，且本實施例為可減少電流自前電極層22經第二線槽G2導通至複數個不透明高反射粒子25所產生之電流短路的現象。至於本實施例中的具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池200之其他特徵則如前述第一較佳實施例所述。
請繼續參考第4圖，係本發明提出之第三較佳實施例，為一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法之流程圖，此製作方法包括：
(1)提供一基板31(步驟301)；
(2)形成一前電極層32於基板31上(步驟302)；
(3)形成複數個第一線槽G1於前電極層32間(步驟302)；
(4)形成一第一光吸收層331於前電極層32上(步驟303)；
(5)在第一光吸收層331上以物理鍍膜方式製備，例如蒸鍍或濺鍍，以形成複數個呈現不連續分佈且使用具有較佳導電性之材質之不透明高反射粒子35，其中以銀或鋁等金屬材質為較佳(步驟304)；
(6)形成一第二光吸收層332於上述之複數個不透明高反射粒子35上(步驟305)；
(7)形成複數個第二線槽G2於第二光吸收層332至第一光吸收層331間(步驟305)；
(8)形成一背電極層34於第二光吸收層332上(步驟306)；以及
(9)形成複數個第三線槽G3於背電極層34至第一光吸收層331間(步驟306)。
本發明之製作方法，主要是利用銀或鋁等金屬藉由蒸鍍或濺鍍等物理鍍膜方式，使用機台鍍製成一顆顆之不透明高反射粒子35。重要的是，可較先前技術在製程上減少一道雷射步驟，故可達到降低製作成本與減少電流短路之目的。此外，若要以更簡易之方式製造本發明之不透明高反射粒子35，亦可直接採用市售的奈米銀粒子製造之，因為市售的奈米銀粒子之形式為將奈米銀粒子分布在溶液中，故可藉由塗佈等方式使奈米銀粒子分散在第一光吸收層331上，再藉由加熱等方式使溶液揮發，之後會有不透明高反射粒子35產生在第一光吸收層331上。至於本實施例中的具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池300之其他特徵則如前述第一較佳實施例所述。
請繼續參考第5圖，係本發明提出之第四較佳實施例，為另一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法之流程圖，此製作方法包括：
(1)提供一基板41(步驟401)；
(2)形成一背電極層44於基板41上(步驟402)；
(3)形成複數個第一線槽G1於背電極層44間(步驟402)；
(4)形成一第二光吸收層432於背電極層44上(步驟403)；
(5)在第二光吸收層432上以物理鍍膜方式製備，例如蒸鍍或濺鍍，以形成複數個呈現不連續分佈且使用具有較佳導電性之材質之不透明高反射粒子45，其中以銀或鋁等金屬材質為較佳(步驟404)；
(6)形成一第一光吸收層431於上述之複數個不透明高反射粒子45上(步驟405)；
(7)形成複數個第二線槽G2於第一光吸收層431至第二光吸收層432間(步驟405)；
(8)形成一前電極層42於第一光吸收層431上(步驟406)；以及
(9)形成複數個第三線槽G3於前電極層42至第二光吸收層332間(步驟306)。
本發明之製作方法，主要是利用銀或鋁等金屬藉由蒸鍍或濺鍍等物理鍍膜方式，使用機台鍍製成一顆顆之不透明高反射粒子45。重要的是，可較先前技術在製程上減少一道雷射步驟，故可達到降低製作成本與減少電流短路之目的。此外，若要以更簡易之方式製造不透明高反射粒子45，亦可直接採用市售的奈米銀粒子製造之，因為市售的奈米銀粒子之形式為將奈米銀粒子分布在溶液中，故可藉由塗佈等方式使奈米銀粒子之分散在第二光吸收層432上，再藉由加熱等方式使溶液揮發，之後會有不透明高反射粒子45產生在第二光吸收層432上。至於本實施例中的具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池400之其他特徵則如前述第二較佳實施例所述。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利權利；同時以上的描述，對於熟知本技術領域之專門人士應可明瞭及實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在申請專利範圍中。
5、1．．．介質層(先前技術)
51、8．．．斷路線槽(先前技術)
2．．．第一光吸收層(先前技術)
3．．．第二光吸收層(先前技術)
9．．．第二線槽(先前技術)
100、200、300、400．．．薄膜太陽能電池
11、21、31、41．．．基板
12、22、32、42．．．前電極層
131、231、331、431．．．第一光吸收層
132、232、332、432．．．第二光吸收層
14、24、34、44．．．背電極層
15、25、35、45．．．不透明高反射粒子
L1、L2．．．入射光
R11、R12、R21、R22．．．反射
I1、I2．．．光進入方向
G1．．．第一線槽
G2．．．第二線槽
G3．．．第三線槽
E、E1．．．電流路徑
第1A圖為一薄膜太陽能電池之先前技術。
第1B圖為一薄膜太陽能電池之先前技術。
第2A圖為一側視圖，係根據本發明提供之第一較佳實施例，為一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池。
第2B圖為一側視圖，係根據本發明提供之第一較佳實施例，為一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池中第一光吸收層及第二光吸收層之間光反射之行徑路線。
第2C圖為一側視圖，係根據本發明提供之第一較佳實施例，為一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池內電流之行徑路線。
第3圖為一側視圖，係根據本發明提供之第二較佳實施例，為另一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池。
第4圖為一流程圖，係根據本發明提供之第三較佳實施例，為一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法。
第5圖為一流程圖，係根據本發明提供之第四較佳實施例，為另一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法。
100．．．薄膜太陽能電池
11．．．基板
12．．．前電極層
131．．．第一光吸收層
132．．．第二光吸收層
14．．．背電極層
15．．．不透明高反射粒子
L1．．．入射光
I1．．．光進入方向
R11、R12．．．反射
Claims (36)
- 一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，至少依序包括一基板、一前電極層、一第一光吸收層、一第二光吸收層與一背電極層，其特徵在於：在該第一光吸收層與該第二光吸收層之間設有複數個不透明之高反射粒子，彼此呈不連續分佈且使用具有較佳導電性之材質，當入射光接觸該等不透明高反射粒子之表面時，可將入射光在該第一光吸收層與該第二光吸收層之間進行反射，以增加入射光在該第一光吸收層及第二光吸收層之間的行經路線。
- 依據申請專利範圍第1項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該材質係以銀或鋁為較佳。
- 依據申請專利範圍第1項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係小於300奈米。
- 依據申請專利範圍第1項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係相等。
- 依據申請專利範圍第1項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係不相等。
- 依據申請專利範圍第1項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之間距係相等。
- 依據申請專利範圍第1項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之間距係不相等。
- 依據申請專利範圍第1項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之形狀係選自於由球狀、方塊狀、多邊形狀及不規則狀之其中的一者或其組合。
- 依據申請專利範圍第1項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該第一光吸收層與該第二光吸收層具有能隙梯度範圍係介於0.5~2eV之間。
- 一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，至少依序包括一基板、一背電極層、一第二光吸收層、一第一光吸收層與一前電極層，其特徵在於：在該第二光吸收層與該第一光吸收層之間設有複數個不透明之高反射粒子，彼此呈不連續分佈且使用具有較佳導電性之材質，當入射光接觸該等不透明高反射粒子之表面時，可將入射光在該第一光吸收層與該第二光吸收層之間進行反射，以增加入射光在該第一光吸收層及第二光吸收層之間的行經路線。
- 依據申請專利範圍第10項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該材質係以銀或鋁為較佳。
- 依據申請專利範圍第10項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係小於300奈米。
- 依據申請專利範圍第10項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係相等。
- 依據申請專利範圍第10項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係不相等。
- 依據申請專利範圍第10項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之間距係相等。
- 依據申請專利範圍第10項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之間距係不相等。
- 依據申請專利範圍第10項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該等不透明高反射粒子之形狀係選自於由球狀、方塊狀、多邊形狀及不規則狀之其中的一者或其組合。
- 依據申請專利範圍第10項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池，其中該第一光吸收層與該第二光吸收層具有能隙梯度範圍係介於0.5~2eV之間。
- 一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，包括：提供一基板；形成一前電極層於該基板上；形成複數個第一線槽於該前電極層間；形成一第一光吸收層於該前電極層上；在該第一光吸收層上以物理鍍膜方式製備，以形成複數個呈現不連續分佈且使用具有較佳導電性之材質之不透明高反射粒子；形成一第二光吸收層於該等不透明高反射粒子上；形成複數個第二線槽於該第二光吸收層至該第一光吸收層間；形成一背電極層於該第二光吸收層上；以及形成複數個第三線槽於該背電極層至該第一光吸收層間。
- 依據申請專利範圍第19項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該材質係以銀或鋁為較佳。
- 依據申請專利範圍第19項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係小於300奈米。
- 依據申請專利範圍第19項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係相等。
- 依據申請專利範圍第19項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係不相等。
- 依據申請專利範圍第19項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之間距係相等。
- 依據申請專利範圍第19項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之間距係不相等。
- 依據申請專利範圍第19項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之形狀係選自於由球狀、方塊狀、多邊形狀及不規則狀之其中的一者或其組合。
- 依據申請專利範圍第19項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該第一光吸收層與該第二光吸收層具有能隙梯度範圍係介於0.5~2eV之間。
- 一種具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，包括：提供一基板；形成一背電極層於該基板上；形成複數個第一線槽於該背電極層間；形成一第二光吸收層於該背電極層上；在該第二光吸收層上以物理鍍膜方式製備，以形成複數個呈現不連續分佈且使用具有較佳導電性之材質之不透明高反射粒子；形成一第一光吸收層於該等不透明高反射粒子上；形成複數個第二線槽於該第一光吸收層至該第二光吸收層間；形成一前電極層於該第一光吸收層上；以及形成複數個第三線槽於該前電極層至該第二光吸收層間。
- 依據申請專利範圍第28項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該材質係以銀或鋁為較佳。
- 依據申請專利範圍第28項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係小於300奈米。
- 依據申請專利範圍第28項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係相等。
- 依據申請專利範圍第28項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之粒徑係不相等。
- 依據申請專利範圍第28項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之間距係相等。
- 依據申請專利範圍第28項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之間距係不相等。
- 依據申請專利範圍第28項之具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池之製作方法，其中該等不透明高反射粒子之形狀係選自於由球狀、方塊狀、多邊形狀及不規則狀之其中的一者或其組合。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6632993B2 (en) * | 2000-10-05 | 2003-10-14 | Kaneka Corporation | Photovoltaic module |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6632993B2 (en) * | 2000-10-05 | 2003-10-14 | Kaneka Corporation | Photovoltaic module |
| US20080081207A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Hisashi Ohsaki | Optical multilayer reflective film, and aligned metal particle film and manufacturing process therefor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| K.R. Catchpole and A. Polman, Plasmonic solar cell, Optic Express, Vol 16, No 26/ 22 December 2008. * |
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