TWM504356U - 四柵匯流排太陽能電池 - Google Patents

Description

四柵匯流排太陽能電池

本創作是有關於一種太陽能電池，更進一步而言，是有關於一種四柵匯流排太陽能電池。

隨著石油能源的日漸枯竭與環保概念的發展，開發替代的新能源成為目前業界努力研究的目標。能用於開發之新能源應具備蘊藏豐富、不易枯竭、安全、乾淨、不威脅人類和破壞環境之好處，例如太陽能、風力、水力等再生能源皆可符合上述條件，其中利用太陽能發電更兼具節能與環保的優點。

將太陽能轉換成能源的方式可使用太陽能電池(solar cells)，又稱為光伏打元件(photovoltaic devices)。現今廣泛使用中的太陽能電池能夠於吸收光能時產生光電流，此光電流可藉由太陽能電池中的電極收集並匯出。然而，如何設計電極之結構，以提高光電流的輸出效率為太陽能技術發展上的重要課題。

本創作之一態樣提供一種四柵匯流排太陽能電 池，包含基板、四主柵電極與抗反射層。基板具有第一表面與相對第一表面之第二表面。主柵電極置於基板之第一表面上。主柵電極之寬度為大約0.5毫米至大約1.0毫米，且主柵電極之間的間距為大約40毫米至大約50毫米。抗反射層置於基板之第一表面上。

在一或多個實施方式中，四柵匯流排太陽能電池更包含複數個指狀電極，置於基板之第一表面上，且與主柵電極交錯。指狀電極之寬度為大約0.03毫米至大約0.06毫米。

在一或多個實施方式中，指狀電極之間距為大約1.3毫米至大約1.6毫米。

在一或多個實施方式中，指狀電極之數量為大約80個至大約110個。

在一或多個實施方式中，四柵匯流排太陽能電池更包含複數個電極條，置於基板之第二表面上。

在一或多個實施方式中，電極條於基板之投影重疊主柵電極於基板之投影。

在一或多個實施方式中，四柵匯流排太陽能電池更包含鈍化層，置於基板之第二表面上。

在一或多個實施方式中，鈍化層具有複數個開口。電極條藉由開口而接觸基板。

在一或多個實施方式中，基板包含第一半導體層與第二半導體層。第二半導體層置於主柵電極與第一半導體層之間。

在一或多個實施方式中，主柵電極之寬度為大約1.0毫米，且主柵電極之間的間距為大約40毫米。

上述實施方式之四柵匯流排太陽能電池在生產成本不增加的情況下能夠增加收集載子的效率，並縮短太陽能電池中載子傳至主柵電極的路徑。

110‧‧‧基板

112‧‧‧第一表面

114‧‧‧第二表面

116‧‧‧第一半導體層

118‧‧‧第二半導體層

120‧‧‧主柵電極

130‧‧‧抗反射層

140‧‧‧指狀電極

150‧‧‧電極條

160‧‧‧鈍化層

162‧‧‧開口

2-2‧‧‧線段

d1、d2‧‧‧間距

W1、W2‧‧‧寬度

第1圖為本創作一實施方式之四柵匯流排太陽能電池的上視圖。

第2圖為沿第1圖之線段2-2的剖面圖。

第3圖為第1圖之四柵匯流排太陽能電池的底視圖。

第4圖為本創作另一實施方式之太陽能電池的側視圖。

以下將以圖式揭露本創作的複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本創作。也就是說，在本創作部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖為本創作一實施方式之四柵匯流排太陽能電池的上視圖，第2圖為沿第1圖之線段2-2的剖面圖。如圖所示，四柵匯流排太陽能電池(以下簡稱為「太陽能電池」)包 含基板110、四主柵電極120與抗反射層130。基板110具有第一表面112與相對第一表面112之第二表面114。主柵電極120置於基板110之第一表面112上。主柵電極120之寬度W1為大約0.5毫米至大約1.0毫米，且主柵電極120之間的間距d1為大約40毫米至大約50毫米。抗反射層130置於基板110之第一表面112上。

本實施方式之太陽能電池在生產成本不增加的情況下能夠增加收集載子的效率，並縮短太陽能電池中載子傳至主柵電極120的路徑。具體而言，基板110之第一表面112可為入光面，亦即光線自第一表面112的一側入射太陽能電池。當光線入射太陽能電池後會在基板110中產生光電效應，使得入射光(光能)轉換為光電流(電能)。而後基板110產生載子，其自基板110流動至主柵電極120，之後由主柵電極120匯出至外部負載。因本實施方式之太陽能電池包含四個主柵電極120，其數量比傳統之太陽能電池還多，因此收集載子的效率可提高。再加上本實施方式之主柵電極120的間距d1為大約40毫米至大約50毫米，其較傳統之太陽能電池的間距小，亦即載子最遠的水平流動距離為大約20毫米至大約25毫米，流動距離縮短即表示太陽能電池的電阻變小，因此亦有效增加收集載子的效率。另外，本實施方式之主柵電極120可例如以網印(Screen Printing)製程形成，因此較傳統太陽能電池而言，其製作成本並不會增加，亦不增加製程步驟。更進一步的，配合本實施方式之主柵電極120的寬度W1與間距d1，主柵電極120整體於基板110上 的覆蓋率較傳統之太陽能電池少。覆蓋率減少主要表示主柵電極120與基板110之間的接觸面積變小，因此主柵電極120的成本可降低。另外，主柵電極120可為銀膠或鋁膠，本創作不以此為限。

在本實施方式中，基板110可包含第一半導體層116與第二半導體層118。第二半導體層118置於主柵電極120與第一半導體層116之間，且主柵電極120直接接觸第二半導體層118。基板110可為結晶矽，例如單晶矽或多晶矽，第二半導體層118可為磷摻雜層。在其他的實施方式中，太陽能電池亦可為染料敏化電池，本創作不以此為限。在一些實施方式中，主柵電極120之寬度W1為大約1.0毫米，且主柵電極120之間的間距d1為大約40毫米，本創作不以此為限。

在本實施方式中，抗反射層130置於基板110之第一表面112(亦即入光面)上，當其材質與厚度互相配合時，抗反射層130能夠將自基板110反射之光反射回基板110，因此可增加太陽能面板的收光量。在一些實施方式中，抗反射層130之材質例如為氮化矽，然而本創作不以此為限。

接著請回到第1圖，在本實施方式中，太陽能電池更包含複數個指狀電極140，置於基板110之第一表面112上，且與主柵電極120交錯。舉例而言，指狀電極140與主柵電極120互相垂直。指狀電極140之寬度W2為大約0.03毫米至大約0.06毫米，而指狀電極140之間距d2為大約 1.3毫米至大約1.6毫米。具體而言，指狀電極140可置於相鄰二之主柵電極120之間，且與至少一主柵電極120電性連接，以增加收集載子的效率。基板110產生的載子可先到達指狀電極140，而後再沿著指狀電極140而到達主柵電極120。因指狀電極140與主柵電極120之材質皆為導電材料，例如金屬(如鎳、銀、鋁、銅或其組合)，因此指狀電極140能夠進一步減少收集載子之路徑的電阻值，以增加收集載子的效率。

另外，因本實施方式之主柵電極120的數量多於傳統之太陽能電池，因此指狀電極140的數量可較傳統之指狀電極的數量少，其數量例如為大約80個至大約110個，即能達成能與傳統之太陽能電池匹配的收集電流之效率，因此可降低指狀電極140的成本。另外，雖然在第1圖中，主柵電極120與指狀電極140皆為矩形，然而本創作不以此為限。在其他的實施方式中，主柵電極120與指狀電極140可為長條形、波浪狀或其他合適的形狀，且主柵電極120與指狀電極140可為相同形狀或不同形狀。進一步的，主柵電極120與指狀電極140之間亦可非垂直，基本上，只要指狀電極140與主柵電極120電性連接皆在本創作之範疇中。

請一併參照第2圖與第3圖，其中第3圖為第1圖之四柵匯流排太陽能電池的底視圖。在本實施方式中，太陽能電池更包含複數個電極條150，置於基板110之第二表面114上。當複數個太陽能電池組成太陽能電池模組時，一太陽能電池之主柵電極120可與另一太陽能電池之電極條150 電性連接，使得主柵電極120之電流可被導引至另一太陽能電池之電極條150，因此該些太陽能電池可被串聯在一起，以增加太陽能電池模組的電壓。

在一或多個實施方式中，電極條150於基板110之投影重疊主柵電極120於基板110之投影，換言之，電極條150的位置對應於主柵電極120的位置，然而本創作不以此為限。另外，請一併參照第1圖與第3圖。在第3圖中共有16個電極條150，每四個電極條150皆沿著主柵電極120之延伸方向排列，且每一電極條150皆互相分離，此結構稱為分段式結構。然而在其他的實施方式中，電極條150之數量可為四個，且形狀與主柵電極120相同(即長條形)，端視實際情況而設計。

接著請參照第4圖，其為本創作另一實施方式之太陽能電池的側視圖。本實施方式與第2圖之實施方式的不同處在於鈍化層160。在本實施方式中，太陽能電池更包含鈍化層160，置於基板110之第二表面114上。鈍化層160能夠減少載子於第二表面114結合的機率，以增加太陽能電池之光電流量。鈍化層160具有複數個開口162，電極條150藉由開口162而接觸基板110，藉此與基板110電性連接。換言之，電極條150被鈍化層160所暴露。鈍化層160之材質例如為氧化鋁或氮化矽，然而本創作不以此為限。至於本實施方式之細節與第2圖相似，因此便不再贅述。

綜上所述，上述實施方式之四柵匯流排太陽能電池因包含四個主柵電極，其數量比傳統之太陽能電池還 多，因此收集載子的效率可提高。再加上主柵電極的間距較傳統之太陽能電池的間距小，因此亦有效增加收集載子的效率。另外，主柵電極可以網印製程形成，較傳統太陽能電池而言，其製作成本並不會增加。更進一步的，配合上述之主柵電極的寬度與間距設計，其主柵電極覆蓋率較傳統之太陽能電池少，其有助於降低太陽能電池的整體重量且減少成本。另外，因主柵電極的數量多於傳統之太陽能電池，因此指狀電極的數量可較傳統之指狀電極的數量少，即能達成能與傳統之太陽能電池匹配的收集電流之效率。

雖然本創作已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本創作的保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

120‧‧‧主柵電極

130‧‧‧抗反射層

140‧‧‧指狀電極

2-2‧‧‧線段

d1、d2‧‧‧間距

W1、W2‧‧‧寬度

Claims (10)

1. 一種四柵匯流排太陽能電池，包含：一基板，具有一第一表面與相對該第一表面之一第二表面；四主柵電極，置於該基板之該第一表面上，其中該些主柵電極之寬度為大約0.5毫米至大約1.0毫米，且該些主柵電極之間的間距為大約40毫米至大約50毫米；以及一抗反射層，置於該基板之該第一表面上。
2. 如請求項1所述之四柵匯流排太陽能電池，更包含：複數個指狀電極，置於該基板之該第一表面上，且與該些主柵電極交錯，其中該些指狀電極之寬度為大約0.03毫米至大約0.06毫米。
3. 如請求項2所述之四柵匯流排太陽能電池，其中該些指狀電極之間距為大約1.3毫米至大約1.6毫米。
4. 如請求項2所述之四柵匯流排太陽能電池，其中該些指狀電極之數量為大約80個至大約110個。
5. 如請求項1所述之四柵匯流排太陽能電池，更包含：複數個電極條，置於該基板之該第二表面上。
6. 如請求項5所述之四柵匯流排太陽能電池，其中該些電極條於該基板之投影重疊該些主柵電極於該基板之投影。
7. 如請求項5所述之四柵匯流排太陽能電池，更包含：一鈍化層，置於該基板之該第二表面上。
8. 如請求項7所述之四柵匯流排太陽能電池，其中該鈍化層具有複數個開口，該些電極條藉由該些開口而接觸該基板。
9. 如請求項1所述之四柵匯流排太陽能電池，其中該基板包含：一第一半導體層；以及一第二半導體層，置於該些主柵電極與該第一半導體層之間。
10. 如請求項1所述之四柵匯流排太陽能電池，其中該些主柵電極之寬度為大約1.0毫米，且該些主柵電極之間的間距為大約40毫米。