可提升太阳能发电效益的结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种可提升太阳能发电效益的结构及其制造方法。该可提升太阳能发电效益的结构包含一发电单元，及一导电单元。该发电单元包括一P型半导体层，及一与该P型半导体层连接的N型半导体层，该N型半导体层是由多个N型材料，及一包覆该多个N型材料的导电材料所组成。该导电单元包括一与该P型半导体层连接的导电底层，及一与该N型半导体层连接的导电顶层。本发明专利技术将N型半导体层的结构做重新安排，此重新安排的结构可以降低分离的电子‑电洞对重新复合的机率，电子快速被传导至总线。

【技术实现步骤摘要】
可提升太阳能发电效益的结构及其制造方法
本专利技术是有关于一种可大幅提升太阳能发电效益的结构及其制造方法，尤其是一种具有可持续开发提高发电效率的太阳能发电结构。
技术介绍
随着科技的不断发展，各种电器设备也越来越多，人们对电能的需求也越来越大。然而在现有技术中，发电设备主要分为火力发电、水力发电和风力发电。火力发电消耗大量煤碳资源或油汽资源，不但成本高昂，而且会使人类生存的自然环境受到严重破坏，同时在消耗这些能源的过程中，又会对大气产生极大的污染。水力发电受地理条件严格限制，而且伴随水资源短缺的现实情况，水力发电的前景也并不乐观。而风力发电却受到气候条件的限制，并对风速的要求极高，也不适合于大力发展。太阳能是一种干净无污染且取之不尽的绿色能源，学界及业界一直以来都致力发展太阳能发电的技术，但目前太阳能发电科技在材料价格居高不下，并且光电转换的效率无法提升，使目前太阳能发电技术无法普遍使用。目前太阳能发电电池在使用上具有下列缺点：一、转换效率差：目前商品化的太阳能装置中的PIN结构仍有改善空间，一则是由光激发成电子-电洞对的效率可以再提升，此时这一阶段属于太阳能发电过程的第一个门槛且以"电子-电洞暂时分离"来称呼，另一则是导入导体材料去将第一门槛所产生的电子-电洞的电子快速顺利汇集并接出至总线，此时这一阶段属于太阳能发电过程的第二个门槛且以"电子-电洞永久分离"来称呼，目前商品化的太阳能装置中的结构居然是以半导体材料来承担与扮演导体的角色，也因为第二门槛的限制使目前太阳能发电效率不彰的主要原因。二、制作成本高，目前的太阳能发电电池都是以镀覆的技术于P型基材上形成I、N两层，必须耗费较高的电力将半导体材料镀覆于P型基材上。如何提高太阳能发电电池的转换效率，使太阳能的发电效率提高，是相关技术人员值得研究的议题之一。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的一目的是在提供一种可提升太阳能发电效益的结构。本专利技术提供的可提升太阳能发电效益的结构，包含一发电单元，及一导电单元。该发电单元包括一P型半导体层，及一与该P型半导体层连接的N型半导体层，该N型半导体层是由多个N型材料，及一包覆该多个N型材料的导电材料所组成。该导电单元，包括一与该P型半导体层连接的导电底层，及一与该N型半导体层连接的导电顶层。本专利技术的又一技术手段，是在于上述的多个N型材料为纳米粒径的颗粒。本专利技术的另一技术手段，是在于上述的包覆该多个纳米粒径的N型材料的导电材料为液体态样、果冻及胶状态样其中之一。本专利技术的再一技术手段，是在于上述的发电单元更包括一介于该P型半导体层及该N型半导体层之间的I型半导体层。本专利技术的另一技术手段，是在于上述之N型半导体层为多孔性结构，且该导电材料容置于N型半导体层之多孔性结构中。本专利技术的再一技术手段，是在于上述的N型半导体层之表面形成多个容置孔，及多个与该多个容置孔交互设置的凸柱，且该导电材料容置于该多个容置孔中。本专利技术的另一目的是在提供一种可提升太阳能发电效益的结构的制造方法，其包含一P层制作步骤、一N层制作步骤，及一电极制作步骤。首先执行该P层制作步骤，制造一P型半导体层。接着执行该N层制作步骤，利用一导电材料将多个纳米粒径的颗粒的N型材料包覆起来，并于该P型半导体层上方形成一N型半导体层。最后执行该电极制作步骤，于该N型半导体层上方设置一导电顶层，并于该P型半导体层下方设置一导电底层。本专利技术的又一技术手段，是在于上述的N层制作步骤包括了下列子步骤：先执行一N层材料混和步骤，将多个纳米粒径的颗粒的N型材料与该导电材料混和在一起。接着执行一N层涂布步骤，将该混和多个N型材料的导电材料，涂布于该P型半导体层上，以形成该N型半导体层。本专利技术的另一技术手段，是在于上述的N层制作步骤包括了下列子步骤：先执行一N层成型步骤，将多个N型材料于该P型半导体层上方成型。接着执行一N层烧结步骤，将多个N型材料烧结成多孔性结构。然后执行一N层浇灌步骤，将液态的导电材料浇灌至多孔性结构中，以形成该N型半导体层。本专利技术的再一技术手段，是在于上述的N层制作步骤包括了下列子步骤：先执行一铺设步骤，于该P型半导体层上方铺设多个N型材料。接着执行一侵蚀步骤，于该N型材料的上表面形成多个容置孔。然后执行一填充步骤，于该多个容置孔中填充该导电材料。本专利技术的有益效果在于：有别于传统太阳能发电技术，本专利技术将N型半导体层的结构做重新安排，此重新安排的结构可以降低分离的电子-电洞对重新复合的机率与电子快速被传导至总线，此重新安排是:(1)先将N型半导体材料研磨成半导体粉末，与(2)再利用液体态样、果冻或胶状态样的导电材料包围着多个半导体粉末，使该多个半导体粉末在日光照射下所激发的分离状态的电子-电洞对有效增加，且分离状态的电子-电洞对中的电子有效地被该导电材料顺利往上做传导，而电洞往下传导，使该导电单元完成整个发电过程。附图说明图1是一结构示意图，说明本专利技术可提升太阳能发电效益的结构的一第一较佳实施例；图2是一分子示意图，说明该第一较佳实施例的一N型半导体层中多个N型材料分布于一导电材料的态样；图3是一分子示意图，说明该第一较佳实施例中，该导电材料包围其中的一N型材料的示意态样；图4是一能阶示意图，说明一般本质半导体的能阶态样；图5是一能阶示意图，说明一般太阳能发电电池的能阶态样；图6是一能阶示意图，说明该第一较佳实施例的能阶态样；图7是一光谱图，说明太阳能发电所需的光波范围；图8是一步骤图，说明该第一较佳实施例的制造方法；图9是一立体示意图，说明本专利技术太阳能发电装置的一第二较佳实施例；图10是一示意图，说明该第二较佳实施例的电子-电洞受一日光照射后移动的态样；图11是一局部示意图，说明本专利技术太阳能发电装置的一第三较佳实施例；图12是一曲线图，比较该第三较佳实施例与一般太阳能发电的发电效率；图13是一步骤图，说明该第三较佳实施例的制造方法；图14是一剖面示意图，说明本专利技术太阳能发电装置的一第四较佳实施例；图15是一立体分解示意图，说明该第四较佳实施例的立体态样；及图16是一步骤图，说明该第四较佳实施例的制造方法。符号说明：A电子；B电洞；EC导电带；EC1扭曲导电带；EV价电带；EV1虚拟杂质价电带；e1本质能阶；e2虚拟杂质能阶；e3扭曲能阶；S日光；X光谱区隔线；a曲线；a1可激发出电子的光谱区；a2无法激发出电子的光谱区；3发电单元；31P型半导体层；32N型半导体层；321N型材料；322导电材料；323容置孔；324凸柱；325阻隔壁；33I型半导体层；4导电单元；41导电底层；42导电顶层；801曲线；802曲线；910～930步骤；921～923子步骤。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。参阅图1、2、3，为本专利技术可提升太阳能发电效益的结构的一第一较佳实施例，并包含一发电单元3，及一导电单元4。该发电单元3包括一P型半导体层31，及一与该P型半导体层31连接的N型半导体层32，该N型半导体层32为多个N型材料321，及一包围该多个N型材料321的导电材料322所组成。其中，该多个N型材料321为多个纳米粒径的颗粒所组成，成分是半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可提升太阳能发电效益的结构，其特征在于，包含：一发电单元，包括一P型半导体层，及一与该P型半导体层连接的N型半导体层，该N型半导体层是由多个N型材料及一包覆该多个N型材料的导电材料所组成；及一导电单元，包括一与该P型半导体层连接的导电底层，及一与该N型半导体层连接的导电顶层。

【技术特征摘要】
1.一种可提升太阳能发电效益的结构，其特征在于，包含：一发电单元，包括一P型半导体层，及一与该P型半导体层连接的N型半导体层，该N型半导体层是由多个N型材料及一包覆该多个N型材料的导电材料所组成；及一导电单元，包括一与该P型半导体层连接的导电底层，及一与该N型半导体层连接的导电顶层。2.依据权利要求1所述可提升太阳能发电效益的结构，其特征在于，该多个N型材料为纳米粒径的颗粒。3.依据权利要求1所述可提升太阳能发电效益的结构，其特征在于，该包覆该多个N型材料的导电材料为液体态样、果冻及胶状态样其中之一。4.依据权利要求1所述可提升太阳能发电效益的结构，其特征在于，该发电单元更包括一介于该P型半导体层及该N型半导体层之间的I型半导体层。5.依据权利要求1所述可提升太阳能发电效益的结构，其特征在于，该N型半导体层为多孔性结构，且该导电材料容置于N型半导体层的多孔性结构中。6.依据权利要求1所述可提升太阳能发电效益的结构，其特征在于，该N型半导体层的表面形成多个容置孔，及多个与该多个容置孔交互设置纳米粒径的凸柱，且该导电材料容置于该多个容置孔中。7.一种可提升太阳能发电效益的结构的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：一P层制作...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏颕，陈俋瑾，陈俋锡，
申请(专利权)人：陈柏颕，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71