光伏电池结构制造技术

一种光伏电池结构，包括：一透明导电基板、一第一载子传递层、一主动层、第一蚀刻槽、第二蚀刻槽、第一绝缘层、第二绝缘层、一第二载子传递层、一上导电层及第三蚀刻槽。其中，将上下导电层、第一载子传递层、第二载子传递层及主动层可以结合厚膜层(1um以上)与薄膜层(1um以下)结构结合作业，以提供电性串接的理想线路及可以提升光伏电池的生产制作良率，并可以提升光伏电池的光电转换效率。升光伏电池的光电转换效率。升光伏电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
光伏电池结构


[0001]本技术有关一种光伏电池，尤指一种关于电极结构改良的光伏电池结构。

技术介绍

[0002]太阳能电池的研究是再生能源中受众人期待的一个方向。虽然现今已商业化的多数产品是以硅为其主要材料，不过使用高分子材料所开发的有机太阳能电池因其制程简单、造价便宜、材质轻盈、可弯曲等特性而受到业界与学术界的瞩目。
[0003]目前在制备有机太阳能电池时，其都是通过涂布(Coating)为制备太阳能电池薄膜的技术手段，其优点在于能够使得该薄膜具有较佳的平整性与均匀性。而进一步地，R2R(Roll
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to
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roll,卷对卷)制程是一种具有潜力用以大面积制备有机太阳能电池的技术，其在产业界已有配合，R2R制程即可良好地配合其运作，得以在较低成本之下生产这些具有可塑性、重量轻、耐冲击等优点的有机太阳能电池。
[0004]太阳能电池的光电转换装置在结构上有很多种，其中一种称为光伏电池的光电转换装置，如有机光伏电池(Organic Photo Voltaics，OPV)或者是钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cell)，主要可以利用电子传递层ETL、主动层(在有机光伏电池(Organic Photo Voltaics，OPV)中吸光层称为BHJ layer (bulk
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heterojunction layer)，在钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cell)中就称为Perovskite layer)、电洞传递HTL及电极导线ITO的结合达成光电转换及电子传递的效果，其结构如图1、图2所示的有机光伏电池，该光伏电池100a(如图1)包含有一基板101a，该基板101a上具有一下导电层102a，该下导电层102a上具有一光伏层103a提供光电转换机制，经由上、下导电层104a、102a构成电性回路，其中所谓的光伏层103a以电子传递层1031a、主动层1032a、电洞传递层1033a所构成，或者如图2的电洞传递层1033a、主动层1032a、电子传递层1031a，于光伏层103a上具有一上导电层104a，借由与上、下导电层104a、102a的结合达成光电转换及电子传递的效果。
[0005]近年来尤其在材质上以有机
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无机混成的光伏(photovoltaic)领域引起广泛关注，因为有机
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无机混成的光伏元件具有简便溶液加工性及优异的光电性能。过去几年研究发现，除具有显著的半导体特性，包括强大的大范围光捕获能力、载子扩散长度长及可调的能隙，使其成为出色的光伏材料。显见光伏太阳能电池低成本及轻量化优势愈来越显著，并具备巨大的商业化潜力。
[0006]其中为提升光伏电池的加工便利性，及提升光伏元件的光电转换效率，本专利技术人进一步在结构上的设计改良，以提供光伏元件制作的量产性提升。请参阅本专利技术人先前提出的中国台湾专利第M545367号专利光伏装置，该等结构于各该电极层、载子传递层及主动层制作后再进行蚀刻及涂布方式进行线路制作，该各载子传递层与主动层膜层厚度较大可以大于10um以上，因此容许表层进行涂布绝缘材料及导电层的材料作业。随着技术的进展及光电转换效率要求的提高，部分膜层厚度如部分载子层与电极层厚度可以达1um以下，材质可以提升效率外，厚度降低也可以有效提高光通过率，不过前述涂布方式技术已不利于
对于薄层结构厚度的作业需求，表层涂布作业会造成薄层结构破坏产生不良，良率降低。

技术实现思路

[0007]本技术所要解决的技术问题是提供一种新颖的光伏电池结构，将上下导电层、第一载子传递层、第二载子传递层及主动层可以结合厚膜层(1um以上)与薄膜层(1um以下)结构结合作业，以提供电性串接的理想线路及可以提升光伏电池的生产制作良率，并可以提升光伏电池的光电转换效率。
[0008]为了实现上述目的，本技术提供了一种光伏电池结构，其中，包括：一透明导电基板、一第一载子传递层、一主动层、第一蚀刻槽、第二蚀刻槽、第一绝缘层、第二绝缘层、一第二载子传递层、一上导电层及第三蚀刻槽。其中，该透明导电基板包含有一透明基板及一下导电层，该下导电层设于该透明基板一侧面上。该第一载子传递层设于该下导电层的一侧面上。该主动层设于该第一载子传递层的一侧面上。该第一蚀刻槽以多条的X轴纵向及Y轴横向的相互垂直贯穿该主动层、该第一载子传递层及该下导电层至该透明基板的表面，以形成多个光伏单元。该第二蚀刻槽以多条的X轴纵向的贯穿该主动层及该第一载子传递层至该下导电层的表面，该些第二蚀刻槽以平行邻接间隔配于该第一蚀刻槽的一侧，以区隔该第一载子传递层与该主动层的纵向沟槽。该第一绝缘层设于该些第一蚀刻槽中。该第二绝缘层设于该主动层的表面上，并邻接设于该些第二蚀刻槽一侧保持平行的位于该光伏单元的表面上。该第二载子传递层以Y轴横向连续设置于该些光伏单元的表面，并覆盖于部分的X轴纵向的该些第一蚀刻槽与X轴纵向的该些第一绝缘层与该些第二蚀刻槽与该些第二绝缘层的表面，且相邻的该第二载子传递层间以Y轴横向的该些第一蚀刻槽及Y轴横向的该些第一绝缘层保持间隔。该上导电层设置于该第二载子传递层的表面上，并覆盖于部分的X轴纵向的该些第一蚀刻槽与X轴纵向的该些第一绝缘层与该些第二蚀刻槽与该些第二绝缘层的表面，该上导电层经由该些第二蚀刻槽与该下导电层电性连接，相邻的上导电层间以Y轴横向的该些第一蚀刻槽及Y轴横向的该些第一绝缘层保持间隔。该第三蚀刻槽，设于该些光伏单元上，并贯穿该上导电层及该第二载子传递层，使该第二绝缘层表面露出，形成该上导电层部分断路，并构成该些光伏单元的电性串接。
[0009]在本技术的一实施例中，其中，该些第一蚀刻槽、该些第二蚀刻槽及该些第三蚀刻槽的宽度为5μm
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200μm。
[0010]在本技术的一实施例中，其中，该第一绝缘层覆盖于该些纵向的该些第一蚀刻槽的槽口周缘的该主动层表面上，使该些纵向的该第一绝缘层断面形成一T形。
[0011]在本技术的一实施例中，其中，该第一绝缘层及该第二绝缘层的厚度为500nm
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20μm。
[0012]在本技术的一实施例中，其中，该下导电层透光率为70％
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95％。
[0013]在本技术的一实施例中，其中，该下导电层厚度为5nm
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1μm。
[0014]在本技术的一实施例中，其中，该上导电层厚度为5nm
‑
500nm。
[0015]在本技术的一实施例中，其中，该上导电层及该下导电层以一引线与外部电性连接，该引线可经印刷制作为一排线接线区而成。
[0016]在本技术的一实施例中，其中，该第一载子传递层为电子传递层或电洞传递层。
[0017]在本技术的一实施例中，其中，该第二载子传递层为电洞传递层或电子传递层。
[0018]在本技术的一实施例中，其中，该第一载子传递层厚度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏电池结构，其特征在于，包含：一透明导电基板，包含有一透明基板及一下导电层，该下导电层设于该透明基板一侧面上﹔一第一载子传递层，设于该下导电层的一侧面上；一主动层，设于该第一载子传递层的一侧面上；第一蚀刻槽，以多条的X轴纵向及Y轴横向的相互垂直贯穿该主动层、该第一载子传递层及该下导电层至该透明基板的表面，以形成多个光伏单元；第二蚀刻槽，以多条的X轴纵向的贯穿该主动层及该第一载子传递层至该下导电层的表面，该些第二蚀刻槽以平行邻接间隔配于该第一蚀刻槽的一侧，以区隔该第一载子传递层与该主动层的纵向沟槽；第一绝缘层，设于该些第一蚀刻槽中；第二绝缘层，设于该主动层的表面上，并邻接设于该些第二蚀刻槽一侧保持平行的位于该些光伏单元的表面上；一第二载子传递层，以Y轴横向连续设置于该些光伏单元的表面，并覆盖于部分的X轴纵向的该些第一蚀刻槽与X轴纵向的该些第一绝缘层与该些第二蚀刻槽与该些第二绝缘层的表面，且相邻的该第二载子传递层间以Y轴横向的该些第一蚀刻槽及Y轴横向的该些第一绝缘层保持间隔；一上导电层，设置于该第二载子传递层的表面上，并覆盖于部分的X轴纵向的该些第一蚀刻槽与X轴纵向的该些第一绝缘层与该些第二蚀刻槽与该些第二绝缘层的表面，该上导电层经由该些第二蚀刻槽与该下导电层电性连接，相邻的该上导电层间以Y轴横向的该些第一蚀刻槽及Y轴横向的该些第一绝缘层保持间隔；第三蚀刻槽，设于该些光伏单元上，并贯穿该上导电层及该第二载子传递层，使该第二绝缘层表面露出，形成该上导电层部分断路，并构成该些光伏单元的电性串接。2.如权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，该些第一蚀刻槽、该些第二蚀刻槽及该些第三蚀刻槽的宽度为5μm
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200μm。3.如权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，该第一绝缘层覆盖于该些纵向的该些第一蚀刻槽的槽口周缘的该主动层表面上，使该些纵向的该第一绝缘层断面形成一T形。4.如权利要求1所述的光伏电池结构，其特征在于，该第一绝缘层及该第二绝缘层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张裕洋，黄松建，陈耀宗，刘修铭，
申请(专利权)人：位元奈米科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：