專利名稱：太陽能電池的背電極模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池且特別涉及一種薄膜型太陽能電池的背電極 模塊。
背景技術(shù)：
太陽能是一種具有永不耗盡且無污染的能源，在解決目前石化能源所面
臨的污染與短缺的問題時(shí)， 一直是最受矚目的焦點(diǎn)。其中，太陽能電池(solar cell)可直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，是目前相當(dāng)重要的研究課題。
典型的太陽能電池最基本的結(jié)構(gòu)可分為基板、P-N二極管、抗反射層、 和兩個(gè)金屬電極四個(gè)主要部分。其工作的原理主要是透過光伏特效應(yīng)。簡(jiǎn)單 的說，基板(substrate)是太陽能電池的主體；P-N 二極管是光伏特效應(yīng)的來源； 抗反射層乃在減少入射光的反射來增強(qiáng)光電流；金屬電極則是連接元件和外 界負(fù)載。當(dāng)太陽光經(jīng)由玻璃基板入射后，P-N結(jié)所形成的載流子耗盡區(qū)會(huì)吸 收太陽光而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。而P型及N型半導(dǎo)體中因而分別帶有負(fù)、正 電荷，因此其形成的內(nèi)建電場(chǎng)將會(huì)造成電子-空穴對(duì)分離，使得電子向n型 區(qū)漂移(drift)，而相對(duì)地，空穴向p型區(qū)漂移，亦即產(chǎn)生從N型區(qū)向P型區(qū) 的漂移電流，即所謂的光電流(photocurrent)。所產(chǎn)生的光電流再經(jīng)由金屬電 極傳輸至負(fù)載即可使用的。
一般而言，太陽能電池模塊中的電極會(huì)分別設(shè)置在不照光和照光的表面 上，以供外界連線。不照光的表面上的電極通常是由不照光的表面上全部涂 上一層所謂的后表面電場(chǎng)(back surface field, BSF)金屬層所形成的。BSF金 屬層可以增加載流子的收集，還可回收沒有^^皮吸收的光子。而照光的表面上 的電極，除了要能有效地收集載流子，而且要盡量減少金屬線遮蔽入射光的 比例，因此，從條狀金屬電極，伸展出一列很細(xì)的手指(fmger)等形狀的金屬 電極。太陽能電池金屬電極的材料通常是鋁和其他金屬的合金，但在薄膜太 陽能電池，為了達(dá)成體成型(monolithically)的要求，因而照光的表面上的金 屬電極則會(huì)使用透明導(dǎo)電的氧化物(transparent conductive oxide, TCO)。除了半導(dǎo)體之外，金屬-半導(dǎo)體接觸形成的肖特基(Schottky) 二極管， 和金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)結(jié)構(gòu)類似的金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)，有機(jī)物或 聚合物都可用來當(dāng)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換層。此外，太陽能電池也不一定要 透過光伏特效應(yīng)，染料敏化電池的光電化學(xué)效應(yīng)也可以經(jīng)照光后產(chǎn)生電壓。
事實(shí)上，在光-電轉(zhuǎn)換的過程中，并非所有的入射光譜都能被太陽能電 池所吸收并完全轉(zhuǎn)成電流。有一半左右的光譜因能量太低(小于半導(dǎo)體的能 隙)，對(duì)電池的輸出沒有貢獻(xiàn)，而再另一半被吸收的光子中，除了產(chǎn)生電子-空穴對(duì)所需的能量外，約有一半左右的能量以熱的形式釋放掉，所以單一電 池的最高效率約在25%左右。
因此，為能提升太陽能電池的效率，有研究提出增加光電轉(zhuǎn)換層的厚度， 以增加入射光的行進(jìn)路徑。但，有些光電轉(zhuǎn)換層的材料成本非常高且形成的 速度非常慢，因此，此方法的材料成本與常工藝時(shí)間將會(huì)大幅增加。
另一種方法，則是對(duì)電極材料進(jìn)行粗紋化(textured)表面處理，以產(chǎn)生凹 凸不平的表面，使光線產(chǎn)生散射(scattering)，減少入射光的反射，并增加入 射光在光電轉(zhuǎn)換層中的行進(jìn)距離。但是，這一種方法僅能增加短波長(zhǎng)的光線 的散射，對(duì)于太陽能電池的效率提升非常有限。有關(guān)于這一類的專利可參考 美國(guó)專利號(hào)US-04694116或US-06787692。
另外，WO2005/076370提出一種背電極，其利用透明導(dǎo)電層來取代傳統(tǒng) 的鋁、銀、鉬或銅電極，并通過白色介電顏料來達(dá)到光的反射，使光捕捉效 果增加。然而，該結(jié)構(gòu)不僅所需的透明導(dǎo)電層的厚度非常厚，而且對(duì)太陽能 電池效率改善的效果非常有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是在提供一種背電極模塊，其可以增加長(zhǎng)波長(zhǎng)光線的散射，提 高入射光以及反射光在光電轉(zhuǎn)換層中行進(jìn)的路徑，提升太陽能電池的效率。
本發(fā)明就是在提供一種背電極模塊的制造方法，其可以提升太陽能電池 的效率，減少材料的成本，縮短工藝的時(shí)間。
本發(fā)明提出一種太陽能電池的背電極模塊，其包括透明導(dǎo)電層、多個(gè)納 米散射點(diǎn)以及第一金屬層。多個(gè)納米散射點(diǎn)位于透明導(dǎo)電層中。第一金屬層 位于上述透明導(dǎo)電層上。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊中，上述那些納米散射點(diǎn)的大小為數(shù)十納米至數(shù)百納米。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊中，上述那些 納米散射點(diǎn)為多個(gè)納米金屬單顆粒、多個(gè)納米金屬團(tuán)聚物或其組合。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊中，上述那些 納米金屬單顆?；蛏鲜瞿切┘{米金屬團(tuán)聚物的材料為與上述透明導(dǎo)電層的 折射率差距在0.1以上的材料。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊中，上述那些 納米金屬單顆?；蛏鲜瞿切┘{米金屬團(tuán)聚物的材料包括金、銀、鋁、錫、鎳、 鉑、鈥、釩、鉬、鴒、銦或其組合。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊中，上述那些 納米散射點(diǎn)為多個(gè)納米孔洞，這些納米孔洞在上述透明導(dǎo)電層中的第二金屬 層之中，多個(gè)金屬單顆粒之間，或多個(gè)金屬團(tuán)聚物的之間，或前述組合之間。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊中，上述透明
導(dǎo)電層的材料包括銦錫氧化物(indium tin oxide， ITO)、摻氟氧化錫(fluorine doped tin oxide, FTO)、捧鋁氧化鋅(aluminium doped zinc oxide, AZO)、捧 鎵氧化鋅(gallium doped zinc oxide， GZO)或其組合。
本發(fā)明又提出 一種太陽能電池的背電極模塊的制造方法。此方法包括形 成透明導(dǎo)電層，并于透明導(dǎo)電層中形成多個(gè)納米散射點(diǎn)以及在透明導(dǎo)電層上 形成第一金屬層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法 中，形成上述透明導(dǎo)電層與上述那些納米散射點(diǎn)的方法包括形成第一透明導(dǎo) 電子層；于上述第一透明導(dǎo)電子層上形成第二金屬層；形成第二透明導(dǎo)電子 層，使其與第一透明導(dǎo)電子層形成上述透明導(dǎo)電層；進(jìn)行加熱工藝，使上述 第二金屬層的金屬原子自聚形成上述那些納米散射點(diǎn)。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法 中，上述那些納米散射點(diǎn)為納米金屬單顆粒、納米金屬團(tuán)聚物、納米孔洞或 其組合。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法 中，上述第二金屬層的材料為上述透明導(dǎo)電層的折射率差距在O.l以上的材 料。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法中，上述第二金屬層的材料包括金、銀、鋁、錫、鎳、鉑、鈦、釩、鉬、鴒、 銦或其組合。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法 中，上述加熱工藝是在形成上述第二透明導(dǎo)電子層之前進(jìn)行的。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法 中，上述加熱工藝是在形成上述第二透明導(dǎo)電子層之后進(jìn)行的。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法
中，形成上述透明導(dǎo)電層與上述那些納米散射點(diǎn)的方法包括形成第一透明 導(dǎo)電子層，之后，在上述第一透明導(dǎo)電子層上直接形成上述那些納米散射點(diǎn)， 之后，在上述那些納米散射點(diǎn)上形成第二透明導(dǎo)電子層。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法 中，形成上述那些納米散射點(diǎn)的方法是在于上述第一透明導(dǎo)電子層上直接形 成多個(gè)金屬單顆粒、多個(gè)金屬團(tuán)聚物或其組合。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法 中，上述那些納米散射點(diǎn)為上述那些金屬單顆粒、上述那些納米金屬團(tuán)聚物 或其組合，且上述那些納米散射點(diǎn)為上述那些金屬單顆粒、上述那些納米金 屬團(tuán)聚物的大小為數(shù)十至數(shù)百納米。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法 中，上述那些納米金屬單顆?；蛏鲜瞿切┘{米金屬團(tuán)聚物的材料為與上述透 明導(dǎo)電層的折射率差距在0.1以上的材料。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法 中，上述那些納米金屬單顆?；蛏鲜瞿切┘{米金屬團(tuán)聚物的材料包括銀、柏、 4巴、鉬或其組合。
依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法 中，上述那些納米散射點(diǎn)為多個(gè)納米孔洞，且上述那些納米孔洞為上述那些 金屬單顆粒之間未被上述第二透明導(dǎo)電子層覆蓋的間隙、上述那些金屬團(tuán)聚 物之間未被上述第二透明導(dǎo)電子層覆蓋的間隙或上述那些金屬單顆粒與上 述那些金屬團(tuán)聚物之間未被上述第二透明導(dǎo)電子層覆蓋的間隙，抑或是前述 的組合，且上述那些間隙的大小為數(shù)十至數(shù)百納米。
本發(fā)明透過納米散射點(diǎn)的形成可以增加長(zhǎng)波長(zhǎng)光線的散射，提高入射光 以及反射光在光電轉(zhuǎn)換層中行進(jìn)的路徑，提升太陽能電池的效率，減少材料的成本，縮短工藝的時(shí)間。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu) 選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1A是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的一種太陽能電池的背電極模塊的剖 面示意圖。
圖1B是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的另一種太陽能電池的背電極模塊的
剖面示意圖。
圖2A至2B或2B-1是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的一種背電極模塊的 制造流程的剖面示意圖。
圖3A至3C或3C-1是依據(jù)本發(fā)明另 一實(shí)施例所繪示的另 一種背電極模 塊的制造流程的剖面示意圖。
圖4A至4B或4B-1是依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例所繪示的另一種背電極模 塊的制造流程的剖面示意圖。
附圖標(biāo)記說明
10、 100:光電轉(zhuǎn)換層 20、 200:背電極模塊
12、 102:透明導(dǎo)電層 14a、 104a:金屬顆粒、金屬團(tuán)聚物
14c、 104b:孔洞或間隙 14b、 16、 104、 106:金屬層
102a、 102b:透明導(dǎo)電子層
具體實(shí)施例方式
圖1A與1B分別是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的太陽能電池的背電極模 塊的剖面示意圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D1A，太陽能電池的背電極模塊20是設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換層IO上， 其包括透明導(dǎo)電層12、金屬層16以及位于透明導(dǎo)電層12之中的多個(gè)納米散 射點(diǎn)14a。透明導(dǎo)電層12的材料例如是透明導(dǎo)電氧化物比如是銦錫氧化物 (indium tin oxide， ITO)、孑參氟氧4匕4易(fluorine doped tin oxide, FTO)、 4參4呂氧 化辭(aluminium doped zinc oxide, AZO)、 捧嫁氧化鋅(gallium doped zinc oxide， GZO)或其組合或其組合。金屬層16的材料例如是鋁、銀、鉬或銅等。 納米散射點(diǎn)14a可以是納米金屬單顆粒、納米金屬團(tuán)聚物、或其組合，其大
8'J、例如是數(shù)十納米至數(shù)百納米。納米金屬單顆?；蚣{米金屬團(tuán)聚物的材料為
與透明導(dǎo)電層12的折射率差距在0.1以上的材料，例如是金、銀、鋁、錫、
鎳、柏、鈦、釩、鉬、鴒、銦或其組合。
請(qǐng)參照?qǐng)D1B，太陽能電池的背電極模塊20是設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換層IO上， 其包括透明導(dǎo)電層12、金屬層16以及位于透明導(dǎo)電層12之中的金屬層14b。 透明導(dǎo)電層12的材料例如是透明導(dǎo)電氧化物比如是ITO、 FTO、 AZO、 GZO 或其組合。金屬層16的材料例如是鋁、銀、鉬或銅等。金屬層14b可以是 金屬膜層。金屬層14b中具有多個(gè)納米孔洞14c，作為納米散射點(diǎn)。納米孔 洞14c的大小例如是數(shù)十納米至數(shù)百納米。此處所述的金屬層14b也可以是 多個(gè)納米金屬單顆粒、多個(gè)納米金屬團(tuán)聚物或其組合。納米孔洞14c則是納 米金屬單顆粒之間的間隙、納米金屬團(tuán)聚物之間的間隙或納米金屬單顆粒與 納米金屬團(tuán)聚物之間的間隙，抑或是前述的組合。金屬層14b材料可以是與 透明導(dǎo)電層12的折射率差距在0.1以上的材料，例如是金、銀、鋁、錫、鎳、 柏、鈦、釩、鉬、鴒、銦或其組合。
本發(fā)明在背電極模塊的透明導(dǎo)電層中形成多個(gè)散射點(diǎn)，可以增加長(zhǎng)波長(zhǎng) (例如是650-800納米)的光線的散射，提高入射光以及反射光在光電轉(zhuǎn)換層 中行進(jìn)的路徑，使光線能更有效被光電轉(zhuǎn)換層吸收，因此，可以大幅升太陽 能電池的效率。
圖2A至2B或2B-1是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的一種背電極模塊的 制造流程的剖面示意圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D2A,在太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換層100上形成透明導(dǎo)電子層 102a。透明導(dǎo)電子層102a的材料例如是透明導(dǎo)電氧化物(TCO)，比如是銦錫 氧化物(ITO)、摻氟氧化錫(FTO)、摻鋁氧化鋅AZO)、摻鎵氧化鋅(GZO)或其 組合。透明導(dǎo)電子層102a的形成方法例如化學(xué)氣相沉積法(CVD)、濺射法 (sputtering method)或其他合適的方法。
接著，在透明導(dǎo)電子層102a上形成金屬層104。金屬層104的材料為與 透明導(dǎo)電子層102a的折射率差距在0.1以上的材沖+，例如是金、4艮、鋁、錫、 鎳、柏、鈦、釩、鉬、鴒、銦或其組合。金屬層104的形成方法例如濺射法 或其他合適的方法。之后，在透明導(dǎo)電子層102a上形成另一層透明導(dǎo)電子 層102b。透明導(dǎo)電子層102b的材料例如是透明導(dǎo)電氧化物，比如是ITO、 FTO、 AZO、 GZO或其組合。透明導(dǎo)電子層102b的形成方法例如化學(xué)氣相
9沉積法、賊射法或其他合適的方法。
之后，請(qǐng)參照?qǐng)D2B與2B-1，進(jìn)行加熱工藝。加熱工藝的溫度例如是攝 氏100度至200度。在一實(shí)施例中，進(jìn)行加熱工藝將使得金屬層104的金屬 自聚，形成多個(gè)納米金屬單顆粒、多個(gè)納米金屬團(tuán)聚物或其組合104a，且其 周圍被透明導(dǎo)電子層102a與102b組合所形成的透明導(dǎo)電層102包覆。納米 金屬單顆粒、多個(gè)納米金屬團(tuán)聚物或其組合104a即作為納米放射點(diǎn)，如圖 2B所示。在另一實(shí)施例中，請(qǐng)參照?qǐng)D2B-1,進(jìn)行加熱工藝，使得金屬層104 的金屬自聚，形成多個(gè)納米金屬單顆粒、多個(gè)納米金屬團(tuán)聚物或其組合104a， 抑或是形成另一金屬膜層104a。而透明導(dǎo)電子層102a與102b在進(jìn)行加熱工 藝后，將熔合形成透明導(dǎo)電層102。但是，在自聚過程中在納米金屬單顆粒 或納米金屬團(tuán)聚物之間所產(chǎn)生的間隙104b并未被透明導(dǎo)電層102所覆蓋， 這些間隙104b又稱為納米孔洞，即作為納米放射點(diǎn)。
之后，再于透明導(dǎo)電層102上形成金屬層106,以作為接觸電極，完成 背電極模塊200的制作。金屬層106的材料例如是鋁、銀、鉬或銅等。金屬 層106的形成方法例如賊射法或其他合適的方法。
圖3A至3C或3C-1是依據(jù)本發(fā)明另 一實(shí)施例所繪示的另 一種背電極模 塊的制造流程的剖面示意圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D3A，在太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換層100上形成透明導(dǎo)電子層 102a。透明導(dǎo)電子層102a的材料例如是透明導(dǎo)電氧化物，比如是ITO、 FTO、 AZO、 GZO或其組合。透明導(dǎo)電子層102a的形成方法例如化學(xué)氣相沉積法、 賊射法或其他合適的方法。接著，在透明導(dǎo)電子層102a上形成金屬層104。 金屬層104的材料為與透明導(dǎo)電子層102a的折射率差距在0.1以上的材料， 例如是金、銀、鋁、錫、鎳、4自、鈦、釩、鉬、鴒、銦或其組合。金屬層104 的形成方法例如濺射法或其他合適的方法。
之后，請(qǐng)參照?qǐng)D3B，進(jìn)行加熱工藝，使得金屬層104的金屬自聚，形 成多個(gè)金屬單顆粒、多個(gè)金屬團(tuán)聚物或其組合104a，其彼此之間的間隙為 104b。金屬單顆?；蚪饘賵F(tuán)聚物的大小可以是納米等級(jí)或更大。加熱工藝的 溫度例如是攝氏100度至200度。
之后，請(qǐng)參照?qǐng)D3C，在透明導(dǎo)電子層102a上以及納米金屬單顆?；蚣{ 米金屬團(tuán)聚物104a周圍形成另一層透明導(dǎo)電子層102b,以構(gòu)成透明導(dǎo)電層 102。另一透明導(dǎo)電子層102b的材料例如是透明導(dǎo)電氧化物，比如是ITO、
10FTO、 AZO、 GZO或其組合。另一透明導(dǎo)電子層102b的形成方法例如化學(xué) 氣相沉積法、賊射法或其他合適的方法。
當(dāng)另一層透明導(dǎo)電子層102b填滿納米金屬單顆粒或納米金屬團(tuán)聚物 104a其彼此之間的間隙104b時(shí)，金屬單顆粒、金屬團(tuán)聚物或其組合即作為 納米放射點(diǎn)，如圖3C所示。因此，當(dāng)金屬單顆粒、金屬團(tuán)聚物104a作為納 米放射點(diǎn)時(shí)，其大小必須為納米等級(jí)，約為數(shù)十納米至數(shù)百納米。
請(qǐng)參照?qǐng)D3C-1，當(dāng)所形成的另一層透明導(dǎo)電子層102b未填滿金屬單顆 ?；蚪饘賵F(tuán)聚物104a其彼此之間的間隙104b時(shí)，這些間隙104b又稱為納 米孔洞，即作為納米放射點(diǎn)。因此，當(dāng)納米放射點(diǎn)是納米孔洞時(shí)，金屬單顆 粒或金屬團(tuán)聚物104a的大小并無限制，但，金屬單顆?；蚪饘賵F(tuán)聚物104a 之間的間隙104b則必需控制在約為10納米至50納米。當(dāng)然，金屬單顆粒、 金屬團(tuán)聚物104a以及其彼此之間的間隙104b可同時(shí)作為納米放射點(diǎn)，但是， 其大小都必須為納米等級(jí)，約為數(shù)十納米至數(shù)百納米。
之后，再于透明導(dǎo)電層102上形成金屬層106,以作為接觸電極，完成 背電極模塊200的制作。金屬層106的材料例如是鋁、銀、鉬或銅等。金屬 層106的形成方法例如濺射法或其他合適的方法。
圖4A至4B或4B-1是依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例所繪示的另一種背電極模 塊的制造流程的剖面示意圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D4A,在太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換層100上形成透明導(dǎo)電子層 102a。透明導(dǎo)電子層102a的材料例如是透明導(dǎo)電氧化物，比如是ITO、 FTO、 AZO、 GZO或其組合。
接著，直接在透明導(dǎo)電子層102a上形成多個(gè)金屬單顆粒、多個(gè)金屬團(tuán) 聚物或其組合104a,其彼此之間的間隙為104b。金屬單顆粒或金屬團(tuán)聚物 的大小可以是納米等級(jí)或更大。金屬單顆粒、金屬團(tuán)聚物或其組合104a的 材料為與透明導(dǎo)電子層102a的折射率差距在0.1以上的材料，例如是金、銀、 鋁、錫、鎳、4自、鈦、釩、鉬、鵠、銦或其組合。直接在透明導(dǎo)電子層102a 上形成多個(gè)金屬單顆粒、多個(gè)金屬團(tuán)聚物或其組合104a的方法例如是噴灑 法或是f余布法。
之后，請(qǐng)參照?qǐng)D4B，在透明導(dǎo)電子層102a上以及納米金屬單顆粒或納 米金屬團(tuán)聚物104a周圍形成另一層透明導(dǎo)電子層102b,以構(gòu)成透明導(dǎo)電層 102。另一透明導(dǎo)電子層102b的材料例如是透明導(dǎo)電氧化物，比如是ITO、
iiFTO、 AZO、 GZO或其組合。另一透明導(dǎo)電子層102b的形成方法例如化學(xué) 氣相沉積法、賊射法或其他合適的方法。
當(dāng)另一層透明導(dǎo)電子層102b填滿納米金屬單顆?；蚣{米金屬團(tuán)聚物 104a其彼此之間的間隙104b時(shí)，金屬單顆粒、金屬團(tuán)聚物或其組合即作為 納米放射點(diǎn)，如圖4B所示。因此，當(dāng)金屬單顆粒、金屬團(tuán)聚物104a作為納 米放射點(diǎn)時(shí)，在形成金屬單顆粒、金屬團(tuán)聚物104a時(shí)，必須將其大小控制 在為納米等級(jí)，約為數(shù)十納米至數(shù)百納米。
請(qǐng)參照?qǐng)D4B-1，當(dāng)所形成的另一層透明導(dǎo)電子層102b未填滿金屬單顆 ?；蚪饘賵F(tuán)聚物104a其彼此之間的間隙104b時(shí)，這些間隙104b又稱為納 米孔洞，即作為納米放射點(diǎn)。因此，當(dāng)納米放射點(diǎn)是納米孔洞時(shí)，金屬單顆 粒或金屬團(tuán)聚物104a的大小并無限制，但，金屬單顆?；蚪饘賵F(tuán)聚物104a 之間的間隙104b則必需控制在納米等級(jí)，約為數(shù)十納米至數(shù)百納米。
當(dāng)然，金屬單顆粒、金屬團(tuán)聚物104a以及其彼此之間的間隙104b可同 時(shí)作為納米放射點(diǎn)，但是，其大小都必須為納米等級(jí)，約為數(shù)十納米至數(shù)百 納米。
之后，再于透明導(dǎo)電層102上形成金屬層106，以作為接觸電極，完成 背電極模塊200的制作。金屬層106的材料例如是鋁、銀、鉬或銅等。金屬 層106的形成方法例如濺射法或其他合適的方法。
本發(fā)明的背電極模塊20可以應(yīng)用在硅型太陽能電池或是染料敏化型電 池，因此，上述的光電轉(zhuǎn)換層10或100可以是適用在硅型太陽能電池或是 染料敏化型電池的各種材料。
本發(fā)明在透明導(dǎo)電層中形成多個(gè)散射點(diǎn)可以增加光的散射，提高入射光 與反射光在光電轉(zhuǎn)換層中行進(jìn)的路徑，以提升太陽能電池的效率，因此，所 需的光電轉(zhuǎn)換層的厚度非常薄，故，能減少光電轉(zhuǎn)換層的原料成本，縮短光 電轉(zhuǎn)換層的工藝時(shí)間。
雖然本發(fā)明已以實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本 發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種太陽能電池的背電極模塊，包括透明導(dǎo)電層，位于光電轉(zhuǎn)換層上；多個(gè)納米散射點(diǎn)于該透明導(dǎo)電層中；以及第一金屬層，位于該透明導(dǎo)電層上。
2. 如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的背電極模塊，其中該納米散射點(diǎn)的大小為IO納米至50納米。
3. 如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的背電極模塊，其中該納米散射點(diǎn)為多個(gè)納米金屬單顆粒、多個(gè)納米金屬團(tuán)聚物或其組合。
4. 如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的背電極模塊，其中該納米金屬單顆?；蛟摷{米金屬團(tuán)聚物的材料為與該透明導(dǎo)電層的折射率差距在0.1以上的材料。
5. 如權(quán)利要求4所述的太陽能電池的背電極模塊，其中該納米金屬單顆?；蛟摷{米金屬團(tuán)聚物的材料包括金、銀、鋁、錫、鎳、柏、鈦、釩、鉬、鴒、銦或其組合。
6. 如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的背電極模塊，其中該納米散射點(diǎn)為在該透明導(dǎo)電層中的第二金屬層、多個(gè)金屬單顆粒之間、多個(gè)金屬團(tuán)聚物或其組合中的多個(gè)納米孔洞。
7. 如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的背電極模塊，其中該透明導(dǎo)電層的材料包括銦錫氧化物、摻氟氧化錫、摻鋁氧化鋅、#4家氧化鋅或其組合。
8. —種太陽能電池的背電極模塊的制造方法，包括形成透明導(dǎo)電層；在該透明導(dǎo)電層中形成多個(gè)納米散射點(diǎn)；以及在該透明導(dǎo)電層上形成第一金屬層。
9. 如權(quán)利要求8所述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法，其中形成該透明導(dǎo)電層與該納米散射點(diǎn)的方法包括形成第一透明導(dǎo)電子層；在該第一透明導(dǎo)電子層上形成第二金屬層；形成第二透明導(dǎo)電子層，該第一透明導(dǎo)電子層與該第二透明導(dǎo)電子層形成該透明導(dǎo)電層；以及進(jìn)行加熱工藝，使該第二金屬層的金屬原子自聚形成該納米散射點(diǎn)
10.如權(quán)利要求9所述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法，其中該納 米散射點(diǎn)為納米金屬單顆粒、納米金屬團(tuán)聚物、納米孔洞或其組合。
11 .如權(quán)利要求9所述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法，其中該第 二金屬層的材料為該透明導(dǎo)電層的折射率差距在0.1以上的材料。
12. 如權(quán)利要求11所述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法，其中該 第二金屬層的材料包括金、銀、鋁、錫、鎳、鉑、鈦、釩、鉬、鎢、銦或其 組合。
13. 如權(quán)利要求9所述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法，其中該加 熱工藝是在形成該第二透明導(dǎo)電子層之前進(jìn)行的。
14. 如權(quán)利要求9所述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法，其中該加 熱工藝是在形成該第二透明導(dǎo)電子層之后進(jìn)行的。
15. 如權(quán)利要求9所述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法，其中形成 該透明導(dǎo)電層與該納米散射點(diǎn)的方法包括形成第一透明導(dǎo)電子層；于該第一透明導(dǎo)電子層上直接形成該納米散射點(diǎn)；以及 在該納米散射點(diǎn)上形成第二透明導(dǎo)電子層。
16. 如權(quán)利要求15所述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法，其中形 成該納米散射點(diǎn)的方法是在于該第一透明導(dǎo)電子層上直接形成多個(gè)金屬單 顆粒、多個(gè)金屬團(tuán)聚物或其組合。
17.,如權(quán)利要求16所述的太陽能電池的背電極^t塊的制造方法，其中該 納米散射點(diǎn)為該金屬單顆粒、該納米金屬團(tuán)聚物或其組合，且該納米散射點(diǎn) 為該金屬單顆粒、該納米金屬團(tuán)聚物的大小為數(shù)十至數(shù)百納米。
18. 權(quán)利要求17所述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法，其中該納 米金屬單顆?；蛟摷{米金屬團(tuán)聚物的材料為與該透明導(dǎo)電層的折射率差距 在O.l以上的材料。
19. 權(quán)利要求18所述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法，其中該納 米金屬單顆?；蛟摷{米金屬團(tuán)聚物的材料包括銀、鉑、4巴、鉬或其組合。
20. 如權(quán)利要求16所述的太陽能電池的背電極模塊的制造方法，其中該 納米散射點(diǎn)為多個(gè)納米孔洞，且該納米孔洞為該金屬單顆粒之間未被該第二 透明導(dǎo)電子層覆蓋的間隙、該金屬團(tuán)聚物之間未被該第二透明導(dǎo)電子層覆蓋 的間隙或該金屬單顆粒與該金屬團(tuán)聚物之間未被該第二透明導(dǎo)電子層覆蓋 的間隙，抑或是前述的組合，且該間隙的大小為數(shù)十至數(shù)百納米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能電池的背電極模塊及其制造方法。該太陽能電池的背電極模塊包括透明導(dǎo)電層、多個(gè)納米散射點(diǎn)以及金屬層。多個(gè)納米散射點(diǎn)位于透明導(dǎo)電層中。金屬層位于上述透明導(dǎo)電層上。
文檔編號(hào)H01L31/052GK101488532SQ20081000400
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者曹福君, 陳麒麟 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院