專利名稱:多色彩畫作型太陽能電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是有關(guān)于一種將太陽輻射能量轉(zhuǎn)換為電能的光伏特電池,特別是有關(guān)于具有色彩調(diào)變的太陽能電池及其制造方法。
背景技術(shù):
太陽能電池或光伏特電池是將陽光的光能通過光電轉(zhuǎn)換機(jī)制轉(zhuǎn)換為電能。近年來,在全球化環(huán)境保護(hù)的浪潮之下,太陽能電池供應(yīng)電力被寄予厚望,并已積極進(jìn)行研究發(fā)展,期能獲致廣泛的商業(yè)化?;谘b飾需求或視覺美觀的因素,太陽能電池可能需要有不同的外觀色彩,例如當(dāng)將太陽能電池應(yīng)用在建筑物的屋頂或外墻時(shí),若考慮建筑設(shè)計(jì)美觀時(shí),即使需要與建筑物或周遭環(huán)境的顏色做整體搭配。
而已知制造多色彩太陽能電池的技術(shù)大都通過疊合多層抗反射層來賦予太陽能電池不同的色彩,因此需較復(fù)雜設(shè)計(jì)或制程。如何在影響太陽能功率轉(zhuǎn)換效率較小的前提下,而能獲致多種色彩太陽能電池者,為此業(yè)界人士的所需。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的一目的是在提供一種創(chuàng)新的多色彩畫作型太陽能電池(Multi-color crayoned solar cells)的制造方法。根據(jù)上述的目的,一種多色彩畫作型太陽能電池的制造方法,其包含以下步驟。形成一光電轉(zhuǎn)換層于一基材上。根據(jù)一畫作所需的底色,形成一抗反射層于上述光電轉(zhuǎn)換層上方。根據(jù)畫作所需的第一圖案的第一顏色,蝕刻抗反射層的第一圖案的區(qū)域至第一顏色對(duì)應(yīng)的厚度。根據(jù)畫作所需的第二圖案的第二顏色,蝕刻抗反射層的第二圖案的區(qū)域至第二顏色對(duì)應(yīng)的厚度。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例,抗反射層包含氮化硅或氧化硅。依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例,蝕刻抗反射層的方法更包含形成一蝕刻膠于抗反射層上,以蝕刻抗反射層至所需的厚度。依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例,蝕刻膠包含氫氟酸鹽。依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例,上述制造方法還包含根據(jù)畫作所需的第三圖案的第三顏色,蝕刻抗反射層的第三圖案的區(qū)域至第三顏色對(duì)應(yīng)的厚度。由上述可知,應(yīng)用本發(fā)明的多色彩畫作型太陽能電池的制造方法,先根據(jù)一畫作所需的底色形成一抗反射層于上述光電轉(zhuǎn)換層上方,再根據(jù)畫作所需的各種圖案的各種顏色,將抗反射層蝕刻至各種圖案對(duì)應(yīng)的厚度以實(shí)現(xiàn)多色彩的太陽能電池。此制造方法有別于已知以層疊多層抗反射層的方式實(shí)現(xiàn)多色彩的手段,且簡(jiǎn)化已知形成多層抗反射層的復(fù)雜度。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂,所附
如下圖1-6是繪示依照本發(fā)明一實(shí)施方式的一種多色彩畫作型太陽能電池的制造方法的流程剖面圖。主要組件符號(hào)說明100:太陽能電池110:基材111 :光電轉(zhuǎn)換層 112 :N型半導(dǎo)體層114:P_N 接面116:抗反射120 :第一圖案122:第二圖案124 :第三圖案126:電極128:電極D :厚度D1 :厚度D2 :厚度D3 :厚度
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D1-6,其繪示依照本發(fā)明一實(shí)施方式的一種多色彩畫作型太陽能電池100的制造方法的流程剖面圖。請(qǐng)參照?qǐng)DI的N型半導(dǎo)體層112形成設(shè)置于P型半導(dǎo)體基材110上,而于其間形成有P-N接面114,故而在P-N接面114處形成有電場(chǎng)。因此,當(dāng)光線照射至此時(shí),電場(chǎng)形成之處即產(chǎn)生正電荷載子(positive charge carriers)和負(fù)電荷載子(negative charge carriers),因而產(chǎn)生電流流經(jīng)P_N接面114,此即稱為光電轉(zhuǎn)換機(jī)制。廣義來說,P型半導(dǎo)體基材110和N型半導(dǎo)體層112的組合,即用以建構(gòu)光電轉(zhuǎn)換層111用以轉(zhuǎn)換入射光產(chǎn)生電能。P型半導(dǎo)體層110可以是P型硅基材,而N型半導(dǎo)體層112沉積于P型硅基材上方,經(jīng)由N型雜質(zhì)摻雜入P型硅基材而得。同理,N型半導(dǎo)體基材和P型半導(dǎo)體層的組合,也可以用來建構(gòu)光電轉(zhuǎn)換層。廣義而論,光電轉(zhuǎn)換層111可以是由一種或多種半導(dǎo)體物質(zhì)所構(gòu)成,此半導(dǎo)體物質(zhì)可以是單晶(single crystalline)、多晶(polycrystalline)、非晶(amorphous)狀態(tài)的娃、鍺或類似的半導(dǎo)體材料。如圖2所示,透明抗反射層116的是形成設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換層111上方,可以是由氮化娃(silicon nitride)或氧化娃(silicon oxide)材質(zhì)所構(gòu)成,其形成方法可以是蒸鍍法(evaporation)、派鍍法(sputtering)、印刷法(print screen)、化學(xué)氣相沉積法(CVD)或其它熟悉此技藝的人士所知悉的方式??狗瓷鋵?16用以降低電池單元表面的光反射損失(reflective loss)??狗瓷鋵?16的厚度也同時(shí)決定太陽能電池100的顏色。在本實(shí)施例中,先根據(jù)一多色彩畫作所需的底色,形成一抗反射層116于上述光電轉(zhuǎn)換層111上方。抗反射層116的厚度D是根據(jù)畫作所需底色而決定。
如圖3所示,形成第一顏色的第一圖案120于抗反射層116上。執(zhí)行的方式是根據(jù)畫作所需的第一圖案120的第一顏色,蝕刻抗反射層116的第一圖案120的區(qū)域至第一顏色對(duì)應(yīng)的厚度Dp在本實(shí)施例中,蝕刻抗反射層116的方式是網(wǎng)印一蝕刻膠于第一圖案120的區(qū)域,借以蝕刻抗反射層116至所需的厚度。蝕刻膠可以是含氫氟酸鹽等的蝕刻膠,但不局限于此。如圖4所示,形成第二顏色的第二圖案122于抗反射層116上。執(zhí)行的方式是根據(jù)畫作所需的第二圖案122的第二顏色,蝕刻抗反射層116的第二圖案122的區(qū)域至第二顏色對(duì)應(yīng)的厚度D2。在本實(shí)施例中,蝕刻抗反射層116的方式是網(wǎng)印一蝕刻膠于第一圖案122的區(qū)域,借以蝕刻抗反射層116至所需的厚度。蝕刻膠可以是含氫氟酸鹽等的蝕刻膠,但不局限于此。如圖5所示,形成第三顏色的第三圖案124于抗反射層116上。執(zhí)行的方式是根 據(jù)畫作所需的第三圖案124的第三顏色,蝕刻抗反射層116的第三圖案124的區(qū)域至第三顏色對(duì)應(yīng)的厚度D3。在本實(shí)施例中,蝕刻抗反射層116的方式是網(wǎng)印一蝕刻膠于第一圖案124的區(qū)域,借以蝕刻抗反射層116至所需的厚度。蝕刻膠可以是含氫氟酸鹽等的蝕刻膠,但不局限于此。上述的畫作可根據(jù)設(shè)計(jì)者的需求,蝕刻抗反射層至兩種、三種或更多種厚度的圖案,以實(shí)現(xiàn)畫作多色彩的可能性。上述抗反射層厚度與圖案顏色的關(guān)系會(huì)因?yàn)榭狗瓷鋵拥牟牧?、制程參?shù)等不同,而有不圖同的抗反射層厚度與圖案顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系,因此本案并未列出“厚度數(shù)據(jù)”對(duì)應(yīng)“圖案顏色”的關(guān)系。如圖6所不,電極(126、128)分別形成設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換層111相對(duì)應(yīng)的表面上方,其形成方法可以是蒸鍍法(evaporation)、派鍍法(sputtering)、印刷法(print screen)、化學(xué)氣相沉積法(CVD)或其它熟悉此技藝的人士所知悉的方式。圖6僅為示意電極(126、128)相對(duì)于光電轉(zhuǎn)換層111的位置,故省略繪示上述圖2-5中的圖案。電極126是形成設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換層111的正面,且貫穿抗反射層116而電性連接至光電轉(zhuǎn)換層111 ;電極128則形成設(shè)置光電轉(zhuǎn)換層111的背面,且與P型半導(dǎo)體基材110相接觸。電極(126、128)可以是由金層或合金所構(gòu)成,其材質(zhì)可以是金、銀、鋁、銅、鉬等類似物質(zhì),亦可以是諸如氧化銦錫(ITO)或氧化鋅(ZnO)等透明導(dǎo)電氧化物(transparent conductiveoxide)。電極(126、128)即成為光電轉(zhuǎn)換層111的兩個(gè)電性端子。當(dāng)太陽能電池100接受太陽光照射時(shí),電極(126、128)是用以對(duì)光電轉(zhuǎn)換層111所產(chǎn)生的電能進(jìn)行充、放電操作。較佳而言,電極128可以設(shè)置成各種形狀,諸如凹凸起伏(concavo-convex)結(jié)構(gòu),以利光能聚集(light collection)。再者,電極126可以形成特定表面結(jié)構(gòu)(surface-texturedstructure)而具有粗糙表面,則對(duì)于光線能及于光電轉(zhuǎn)換層111的入射效率,會(huì)有所提升。在電極(126、128)上,可依需求覆蓋不同的保護(hù)層(未繪示于圖面)以增加太陽能電池100的耐候性。由上述本發(fā)明實(shí)施方式可知,應(yīng)用本發(fā)明的多色彩畫作型太陽能電池的制造方法,先根據(jù)一畫作所需的底色形成一抗反射層于上述光電轉(zhuǎn)換層上方,再根據(jù)畫作所需的各種圖案的各種顏色,將抗反射層蝕刻至各種圖案對(duì)應(yīng)的厚度以實(shí)現(xiàn)多色彩的太陽能電池。此制造方法有別于已知以層疊多層抗反射層的方式實(shí)現(xiàn)多色彩的手段,且簡(jiǎn)化已知疊合多層抗反射層的復(fù)雜度。
雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉此技藝者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾,因此本發(fā)明的專利保護(hù)范圍須視所附的權(quán)利要求書所界定的范 圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多色彩畫作型太陽能電池的制造方法,其特征在于,至少包含 形成一光電轉(zhuǎn)換層于一基材上; 根據(jù)一畫作所需的底色,形成一抗反射層于上述光電轉(zhuǎn)換層上方; 根據(jù)該畫作所需的第一圖案的第一顏色,蝕刻該抗反射層的該第一圖案的區(qū)域至該第一顏色對(duì)應(yīng)的厚度;以及 根據(jù)該畫作所需的第二圖案的第二顏色,蝕刻該抗反射層的該第二圖案的區(qū)域至該第二顏色對(duì)應(yīng)的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多色彩畫作型太陽能電池的制造方法,其特征在于,該抗反射層包含氮化硅或氧化硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多色彩畫作型太陽能電池的制造方法,其特征在于,蝕刻該 抗反射層的方法還包含形成一蝕刻膠于該抗反射層上,以蝕刻該抗反射層至所需的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多色彩畫作型太陽能電池的制造方法,其特征在于,該蝕刻膠包含氫氟酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多色彩畫作型太陽能電池的制造方法,其特征在于,還包含 根據(jù)該畫作所需的第三圖案的第三顏色,蝕刻該抗反射層的該第三圖案的區(qū)域至該第三顏色對(duì)應(yīng)的厚度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多色彩畫作型太陽能電池的制造方法包含以下步驟。形成一光電轉(zhuǎn)換層于一基材上。根據(jù)一畫作所需的底色,形成一抗反射層于上述光電轉(zhuǎn)換層上方。根據(jù)畫作所需的第一圖案的第一顏色,蝕刻抗反射層的第一圖案的區(qū)域至第一顏色對(duì)應(yīng)的厚度。根據(jù)畫作所需的第二圖案的第二顏色,蝕刻抗反射層的第二圖案的區(qū)域至第二顏色對(duì)應(yīng)的厚度。
文檔編號(hào)H01L21/311GK102738294SQ20111009141
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者吳至升, 歐乃天, 蔡錦堂, 郭明錦, 陳添賜 申請(qǐng)人:昱晶能源科技股份有限公司