《太阳能电池背反射结构及其制法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《太阳能电池背反射结构及其制法.pdf（13页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102881734 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 1 7 3 4 A *CN102881734A* (21)申请号 201110192489.3 (22)申请日 2011.07.11 H01L 31/0232(2006.01) H01L 31/0224(2006.01) H01L 31/18(2006.01) (71)申请人元智大学 地址中国台湾桃园县中坜市远东路135号 (72)发明人李硕仁 陈贻和 (74)专利代理机构天津三元专利商标代理有限 责任公司 12203 代理人郑永康 (54) 发明名称 太阳能电池背反射结构及。
2、其制法 (57) 摘要 一种太阳能电池背反射结构及其制法，太阳 能电池背反射结构，包括：一基板；一电极层，其 设于基板上；又，电极层的材质为金属；至少一 光伏材料层，其设于电极层上；一透明导电层，其 设于光伏材料层上；太阳能电池背反射结构的制 法，包括下列步骤：电极层制作步骤：于一基材上 形成一电极层；又，电极层的材质为金属；表面处 理步骤：对该电极层进行表面处理；光伏材料层 制作步骤：于电极层上形成至少一光伏材料层； 透明导电层制作步骤：于该光伏材料层上形成一 透明导电层后，即完成一太阳能电池背反射结构。 本发明兼具增加漫反射、增加反射率及增加光电 转换效率的优点及功效。 (51)Int.C。
3、l. 权利要求书1页 说明书5页 附图6页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 6 页 1/1页 2 1.一种太阳能电池背反射结构，其特征在于，包括： 一基板； 一电极层，其设于该基板上；该电极层表面的中心线平均粗糙度介于50nm至1000nm之 间；又，该电极层的材质为金属； 至少一光伏材料层，其设于该电极层上； 一透明导电层，其设于该光伏材料层上。 2.根据权利要求1所述的太阳能电池背反射结构，其特征在于，所述电极层的材质为 铜。 3.根据权利要求1所述的太阳能电池背反射结构，其特征在于，所述电极层的表面又 具有一银镀膜，介。
4、于该电极层与该光伏材料层之间。 4.一种太阳能电池背反射结构的制法，其特征在于，包括下列步骤： 电极层制作步骤：于一基材上形成一电极层；又，该电极层的材质为金属； 表面处理步骤：对该电极层进行表面处理，使其表面的中心线平均粗糙度介于50nm至 1000nm之间； 光伏材料层制作步骤：于该电极层上形成至少一光伏材料层； 透明导电层制作步骤：于该光伏材料层上形成一透明导电层后，即完成一太阳能电池 背反射结构。 5.根据权利要求4所述的太阳能电池背反射结构的制法，其特征在于，所述电极层的 材质为铜。 6.根据权利要求4所述的太阳能电池背反射结构的制法，其特征在于，所述表面处理 步骤又包括下列步骤： 。
5、表面蚀刻步骤：对该电极层表面进行蚀刻处理，使其表面的中心线平均粗糙度介于 50nm至1000nm之间； 镀膜步骤：在经蚀刻处理的电极层表面上制作一银镀膜。 权 利 要 求 书CN 102881734 A 1/5页 3 太阳能电池背反射结构及其制法 技术领域 0001 本发明涉及一种太阳能电池背反射结构及其制法，特别涉及一种电极层表面经蚀 刻处理的太阳能电池背反射结构，其兼具增加漫反射、增加反射率及增加光电转换效率的 优点及功效。 背景技术 0002 如图10所示，传统的太阳能电池是由基板910、电极层920、光伏材料层930及透 明导电层940组成。 0003 如图10及图11(电极层920的。
6、表面920A放大3000倍的示意图)所示，传统太阳 能电池的电极层920的表面920A未经过蚀刻，因此在放大3000倍观察时具有较规则的表 面。 0004 由于该电极层920的表面920A较规则(表面920A因与研摩加工的刀具接触而具 有方向性且较规则)，因此，当光线71照射时，光线71反射相对较为规律，反射路径较少，亦 即在表面920A反射并漫射(diffusing)经过该电极层920的情形较少，故该总体其光电转 换效率自然较低。 0005 因此，有必要研发新产品，以解决上述缺点及问题。 发明内容 0006 为解决现有技术存在的反射路径少而影响光电转换效率的问题，本发明提供一种 太阳能电池背。
7、反射结构及其制法，其兼具增加漫反射、增加反射率及增加光电转换效率的 优点及功效。 0007 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 0008 一种太阳能电池背反射结构，其包括： 0009 一基板； 0010 一电极层，其设于该基板上；该电极层表面的中心线平均粗糙度介于50nm至 1000nm之间；又，该电极层的材质为金属； 0011 至少一光伏材料层，其设于该电极层上； 0012 一透明导电层，其设于该光伏材料层上。 0013 前述的太阳能电池背反射结构，其中电极层的材质为铜。 0014 前述的太阳能电池背反射结构，其中电极层的表面又具有一银镀膜，介于该电极 层与该光伏材料层之间。 0015。
8、 本发明又提供一种太阳能电池背反射结构的制法，其包括下列步骤： 0016 电极层制作步骤：于一基材上形成一电极层；又，该电极层的材质为金属； 0017 表面处理步骤：对该电极层进行表面处理，使其表面的中心线平均粗糙度介于 50nm至1000nm之间； 0018 光伏材料层制作步骤：于该电极层上形成至少一光伏材料层； 说 明 书CN 102881734 A 2/5页 4 0019 透明导电层制作步骤：于该光伏材料层上形成一透明导电层后，即完成一太阳能 电池背反射结构。 0020 前述的太阳能电池背反射结构的制法，其中电极层的材质为铜。 0021 前述的太阳能电池背反射结构的制法，其中表面处理步骤。
9、又包括下列步骤：表 面蚀刻步骤：对该电极层表面进行蚀刻处理，使其表面的中心线平均粗糙度介于50nm至 1000nm之间；镀膜步骤：在经蚀刻处理的电极层表面上制作一银镀膜。 0022 本发明的有益效果是，其兼具增加漫反射、增加反射率及增加光电转换效率的优 点及功效。 附图说明 0023 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 0024 图1是本发明的太阳能电池背反射结构的示意图。 0025 图2是本发明的太阳能电池背反射结构的电极层表面放大500倍的示意图。 0026 图3是本发明的太阳能电池背反射结构的电极层表面放大2500倍的示意图。 0027 图4是本发明的第二实施例的示意图。 0028。
10、 图5是不同金属镀膜对不同光波长的反射率的示意图。 0029 图6是本发明的太阳能电池背反射结构的制法的流程示意图。 0030 图7A是本发明的制法流程一的示意图。 0031 图7B是本发明的制法流程二的示意图。 0032 图7C是本发明的制法流程三的示意图。 0033 图7D是本发明的制法流程四的示意图。 0034 图8是本发明的太阳能电池背反射结构的制法的详细流程示意图。 0035 图9A是本发明的制法详细流程一的示意图。 0036 图9B是本发明的制法详细流程二的示意图。 0037 图10是传统太阳能电池的示意图。 0038 图11是传统太阳能电池的电极层表面放大3000倍的示意图。 0。
11、039 图中标号说明： 0040 10基板 20电极层 0041 20A表面 21银镀膜 0042 30光伏材料层 40透明导电层 0043 51电极层制作步骤 52表面处理步骤 0044 521表面蚀刻步骤 522镀膜步骤 0045 53光伏材料层制作步骤 54透明导电层制作步骤 0046 71光线 0047 910基板 920电极层 0048 920A表面 930光伏材料层 0049 940透明导电层 具体实施方式 说 明 书CN 102881734 A 3/5页 5 0050 如图1所示，本发明为一种太阳能电池背反射结构，其包括：一基板10、一电极层 20、至少一光伏材料层30及一透明导。
12、电层40。 0051 该基板10的材质可为聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)、聚酯(Polyester，简称 PET)或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate，简称为EVA)。 0052 关于该电极层20，其设于该基板10上；该电极层20的表面20A的的中心线平均 粗糙度(Ra)介于50nm至1000nm之间；又，该电极层20的材质为金属(例如：铜)。 0053 该光伏材料层30设于该电极层20上；该光伏材料层30(Photovoltaic)可为硅薄 膜、CIGS(铜铟镓硒，Copper Indium Gallium Diselenide)等；以硅薄膜来说，。
13、其可以溅镀 或电浆辅助化学气相沉积法(PECVD)形成于该电极层20上。 0054 而该透明导电层40设于该光伏材料层30上；该透明导电层40由透明导电氧化物 (Transparent Conducting Oxide；TCO)构成的透明电极。 0055 更详细的说，该电极层20的表面经由一般蚀刻技术处理，而使其表面的中心线平 均粗糙度(Ra)介于50nm至1000nm之间；当该电极层20的表面20的中心线平均粗糙度 (Ra)介于50nm至1000nm之间时，可提高入射光线71的漫反射；如图1所示，该电极层20 的表面20A经蚀刻技术处理后，形成不规则状，使该光线71照射该表面20A后，达不到。
14、同角 度、方向的反射，而该光线71的路径增加，其光电转换效率也会相对提高。 0056 图2是第一实施例的电极层20的表面20A放大500倍的示意图，而图3是第一实 施例的电极层20的表面20A放大2500倍的示意图；由图2及图3可知，该电极层20的表 面20A经蚀刻后，会形成不规则状的凹凸表面，进而达到增加漫反射的效果。当然，该表面 20A需放大显示，才可观察出其不规则变化(例如：放大500倍或2500倍)。 0057 如图4所示，其为本发明的第二实施例，该电极层20的表面又具有一银镀膜21， 介于该电极层20与该光伏材料层30之间；该银镀膜21的主要功能在增加结构的反射率， 如图5所示，其是。
15、银、铝、铜对于不波长的反射率，其中，第一曲线L1是以银为材料进行真 空镀膜的反射率曲线，第二曲线L2是以铝为材料进行真空镀膜的反射率曲线，第三曲线L3 是以铜为材料进行真空镀膜的反射率曲线，而第四曲线L4是以金为材料进行真空镀膜的 反射率曲线；由第一表及图5可知，各金属在不同光波长时，其反射率都会产生变化，但以 银变化最小，且银的反射率在各波长时都超过95(真空镀膜)，具有高反射率的优点(同 时，由第二表可知，银对各波长的光线吸收率也都很低，可使光有效的达到反射)；另外，该 银镀膜21只是在表面上覆盖一层银薄膜，并未破坏该电极层20的表面20A结构，因此，主 要影响是在于提升反射率。 0058。
16、 第一表 金属对常件光波长的反射率 0059 说 明 书CN 102881734 A 4/5页 6 0060 第二表 金属对常见光波长的吸收率 0061 0062 由上述说明可知，本发明利用表面的中心线平均粗糙度(Ra)介于50nm至1000nm 之间的电极层20，来提高漫反射，并在该电极层20的表面20A镀上该银镀膜21后，更进一 步提高其反射率，因此，本发明可同时提高漫反射及反射率，进而提高光电转换效率。 0063 如图6所示，本发明又提供一种太阳能电池背反射结构的制法，其包括下列步骤： 0064 电极层制作步骤51：如图7A所示，于一基材10上形成一电极层20，该电极层20 的材质为铜；。
17、该基材10的材质可为聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)、聚酯(Polyester，简称 PET)或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate，简称为EVA)。 0065 表面处理步骤52：如图7B所示，对该电极层20进行表面处理，使其表面20A的中 心线平均粗糙度介于50nm至1000nm之间。 0066 光伏材料层制作步骤53：如图7C所示，于该电极层20上形成至少一光伏材料层 30；该光伏材料层30可以溅镀或电浆辅助化学气相沉积法(PECVD)形成于该电极层20上。 0067 透明导电层制作步骤54：如图7D所示，于该光伏材料层30上行成一透明导电层 40后。
18、，即完成一太阳能电池背反射结构。 0068 如图8所示，在太阳能电池背反射结构的制法中，该表面处理步骤52又包括下列 步骤： 0069 表面蚀刻步骤521：如图9A所示，在完成电极层制作步骤51后，对该电极层20的 表面20A进行蚀刻处理，使其表面20A的中心线平均粗糙度介于50nm至1000nm之间； 说 明 书CN 102881734 A 5/5页 7 0070 镀膜步骤522：如图9B所示，在经蚀刻处理的电极层20的表面20A上制作一银镀 膜21；完成镀膜步骤522后，再进行光伏材料层制作步骤53、透明导电层制作步骤54，即可 完成一太阳能电池背反射结构。 0071 综上所述，本发明的优。
19、点及功效可归纳为： 0072 1增加漫反射。传统太阳能电池电极层920的表面920A较规则，光线71反射也 相对较为规律；而本发明利用蚀刻处理，使该电极层20的表面20A形成不规则状，可有效提 高漫反射。 0073 2增加反射率。本发明于该电极层20的表面20A镀上该银镀膜21，不但不会破 坏该电极层20的表面20A结构，且可有效提高反射率。 0074 3增加光电转换效率。传统太阳能电池的该电极层920的表面920A较规则，因 此，当光线71照射时，光线71反射相对较为规律，反射路径较少，其光电转换效率自然较 低；而本发明的电极层20的表面20A经蚀刻处理后，可有效提高其漫反射，再加上镀上该银。
20、 镀膜21后的高反射率，可有效提升光电转换效率。 0075 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡 是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于 本发明技术方案的范围内。 说 明 书CN 102881734 A 1/6页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102881734 A 2/6页 9 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102881734 A 3/6页 10 图5 图6 图7A 说 明 书 附 图CN 102881734 A 10 4/6页 11 图7B 图7C 图7D 图8 说 明 书 附 图CN 102881734 A 11 5/6页 12 图9A 图9B 说 明 书 附 图CN 102881734 A 12 6/6页 13 图10 图11 说 明 书 附 图CN 102881734 A 13 。