堆叠式太阳能电池模块制造技术

本发明专利技术公开一种堆叠式太阳能电池模块，其包括基板、位于基板上的第一电极层、位于第一电极层上的第一载流子传输层、位于第一载流子传输层上的第一吸光层、位于第一吸光层上的第二电极层、电连接第一电极层与第二电极层的第一输出单元、位于第二电极层上的第二载流子传输层、位于第二载流子传输层上的第二吸光层、位于第二吸光层上的第三电极层以及电连接第二电极层与第三电极层的第二输出单元。特别是，第二载流子传输层具有第一折射率n1以及第一厚度D1，第二吸光层具有第二折射率n2以及第二厚度D2，且载流子传输层与第二吸光层满足Φ1+Φ2-2π(n1D1+n2D2)/λ＝2mπ，且Φ1表示第二吸光层与第三电极层之间的反射相位差，Φ2表示第二载流子传输层与第二电极层之间的反射相位差，λ表示第二吸光层的光吸收波长，且m表示整数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池模块，且特别是涉及一种堆叠式有机太阳能电池 (organic photovoltaic cell, 0PV)模块。
技术介绍
近年来环保意识高涨，为了因应石化能源的短缺与减低使用石化能源对环境带来的冲击，替代能源与再生能源的研发便成了热门的议题，其中又以太阳能电池 photovoltaic cells)最受瞩目。太阳能电池可将太阳能直接转换成电能，且发电过程中不会产生二氧化碳或氮化物等有害物质，不会对环境造成污染。一般而言，传统太阳能电池是在基板上形成第一电极层、有源层以及第二电极层。 当光束照射至太阳能电池时，有源层受光能的作用可产生自由电子-空穴对，并通过两电极层之间电场使电子与空穴会分别往两电极层移动，而产生电能的存储形态。此时若外加负载电路或电子装置，便可提供电能而使电路或装置进行驱动。然而，目前太阳能电池最大的问题就是其光吸收率或是电能输出功率有限。因此， 如何提高太阳能电池的光吸收率以及输出功率已经在积极的发展之中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种堆叠式太阳能电池模块，其可提高太阳能电池的光吸收率以及输出功率，进而提高太阳能电池模块整体效能。为达上述目的，本专利技术提出一种堆叠式太阳能电池模块，其包括基板、位于基板上的第一电极层、位于第一电极层上的第一载流子传输层、位于第一载流子传输层上的第一吸光层、位于第一吸光层上的第二电极层、电连接第一电极层与第二电极层的第一输出单元、位于第二电极层上的第二载流子传输层、位于第二载流子传输层上的第二吸光层、位于第二吸光层上的第三电极层以及电连接第二电极层与第三电极层的第二输出单元。特别是，第二载流子传输层具有第一折射率nl以及第一厚度D1，第二吸光层具有第二折射率 n2以及第二厚度D2，且载流子传输层与第二吸光层满足Φ1+Φ2-2π (nlDl+n2D2) / λ = aii^i，且Φ1表示第二吸光层与第三电极层之间的反射相位差，Φ2表示第二载流子传输层与第二电极层之间的反射相位差，λ表示第二吸光层的光吸收波长，且m表示0或整数。基于上述，本专利技术的堆叠式太阳能电池模块中，因第二载流子传输层与第二吸光层满足Φ1+Φ2-2π (nlDl+n2D2)/A = 2m π , Φ 1表示第二吸光层与第三电极层之间的反射相位差，Φ2表示第二载流子传输层与第二电极层之间的反射相位差，λ表示第二吸光层的光吸收波长，且m表示0或整数。因而能在第三电极层以及第二电极层之间形成光学共振腔，以提高第二吸光层的光吸收率。此外，本专利技术的堆叠式太阳能电池模块的各太阳能电池单元是各自连接到对应的输出单元。如此一来，可以使得外界光线在射入此太阳能电池模块之后能各自于第一吸光层以及第二吸光层中各自达到最大的光吸收率，即不需考量两太阳能电池单元之间电流匹配的问题，进而使得堆叠式太阳能电池模块的总输出功率提尚。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1是根据本专利技术一实施例的堆叠式太阳能电池模块的示意图；图2是根据本专利技术一实施例的堆叠式太阳能电池模块的示意图；图3是依照本专利技术一实施例的堆叠式太阳能电池模块的光吸收波段的曲线图；图4是根据本专利技术一实施例的堆叠式太阳能电池模块的上视示意图；图5是图4的沿着剖面线1-1’以及11-11’的剖面示意图；图6是比较例的太阳能电池模块的光吸收率与光吸收波段的曲线图；图7是根据本专利技术的实例的太阳能电池模块的光吸收率与光吸收波段的曲线图。主要元件符号说明100 基板100a 表面102:第一电极层104 第一载流子传输层106:第一吸光层108:第二电极层110:第二载流子传输层112:第二吸光层114:第三电极层114a:表面120，130:输出单元120a, 120b, 130a, 130b 电极端Ll L4 光线11，12:共振光线X，Y，A，B，C，D 曲线Ul, U2 太阳能电池单元CLl CL3:导线具体实施例方式图1是根据本专利技术一实施例的堆叠式太阳能电池模块的示意图。请参照图1，本实施例的堆叠式太阳能电池模块10包括基板100、第一电极层102、第一载流子传输层104、第一吸光层106、第二电极层108、第二载流子传输层110、第二吸光层112、第三电极层114、第一输出单元120以及第二输出单元130。基板100可为硬质基板(例如是玻璃基材)或是软性基板(例如是有机聚合物基材)。倘若基板100是采用软性基板，则本实施例的堆叠式太阳能电池模块10可以采用连续滚轮制造程序(roll to roll)来制造。第一电极层102位于基板100上。根据本实施例，第一电极层102包括透明电极材料，其例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或其它合适的金属氧化物。第一载流子传输层104位于第一电极层102上。第一载流子传输层104主要是用来帮助第一吸光层106所产生的载流子传输至第一电极层102。第一载流子传输层104也可进一步用来使第一电极层102相对于第一吸光层106具有适当的功函数。根据一实施例， 第一载流子传输层104的材质例如是包括碳酸铯(Cs2CO3)、聚(3，4-伸乙二氧基塞吩聚苯乙烯磺酸(PEDOT =PSS)、氧化锌(SiO)或是其他的载流子传输材料。第一载流子传输层104 的厚度例如是20 lOOnm。第一吸光层106位于第一载流子传输层104上。第一吸光层106吸收第一波长范围的光线。根据本实施例，第一吸光层106为有机吸光材料，且主要是吸收可见光波段的光线(例如是300 700nm的光)或是吸收红外光波段的光线(例如是吸收600 IlOOnm 的光)。第一吸光层106的厚度例如是介于60到IOOnm之间。在此，倘若第一吸光层106是吸收可见光波段的光线(例如是300 700nm的光)，那么其材质可包括聚(3-己基噻吩)[6，6]苯基-C61-酪酸甲基酯 (poly(3-hexylthiophene) [6，6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester(P3HT [60] PCBM))、聚[2-甲烷基-5- (30，70- 二甲基壬氧)-1，4-伸苯基伸乙烯基]:[6， 6]苯基-C61-酪酸甲基酯(poly[2-methoxy-5-(30，70-dimethyloctyloxy)-l， 4-phenylenevinylene] [6，6]-phenyl-C61-butyricacidmethyl ester(MDMO-PPV [60] PCBM))或是其他合适的材料。倘若第一吸光层106是吸收红外光波段的光线(例如是吸收600 IlOOnm的光)，那么其材质可包括聚[2，6-(4，4-双-(2-乙基己基)-4H-)]双噻吩[2，l_b ；3,4-b'] 环戊烷-&11-4，7-(2，1，3-苯并噻二唑):[6，6]苯基-C71-酪酸甲基酯(poly [2，6-(4， 4-bis-(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta[2,1-b ；3,4-b ' ]dithiophene)-alt-4,7-(2, 1, 3-benzothiadiazole)] 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种堆叠式太阳能电池模块，包括：基板；第一电极层，位于该基板上；第一载流子传输层，位于该第一电极层上；第一吸光层，位于该第一载流子传输层上；第二电极层，位于该第一吸光层上；第一输出单元，其电连接该第一电极层以及该第二电极层；第二载流子传输层，位于该第二电极层上；第二吸光层，位于该载流子传输层上；以及第三电极层，位于该第二吸光层上，第二输出单元，其电连接该第二电极层以及该第三电极层，其中该第二载流子传输层具有第一折射率ｎ１以及第一厚度Ｄ１，该第二吸光层具有第二折射率ｎ２以及第二厚度Ｄ２，且该第二载流子传输层与该第二吸光层满足：Φ１＋Φ２－２π（ｎ１Ｄ１＋ｎ２Ｄ２）／λ＝２ｍπΦ１表示第二吸光层与第三电极层的反射相位差，Φ２表示第二载流子传输层与第二电极层的反射相位差，λ表示第二吸光层的光吸收波长，且ｍ表示０或整数。

【技术特征摘要】
2010.12.31 TW 0991472471.一种堆叠式太阳能电池模块，包括 基板；第一电极层，位于该基板上；第一载流子传输层，位于该第一电极层上；第一吸光层，位于该第一载流子传输层上；第二电极层，位于该第一吸光层上；第一输出单元，其电连接该第一电极层以及该第二电极层；第二载流子传输层，位于该第二电极层上；第二吸光层，位于该载流子传输层上；以及第三电极层，位于该第二吸光层上，第二输出单元，其电连接该第二电极层以及该第三电极层，其中该第二载流子传输层具有第一折射率nl以及第一厚度D1，该第二吸光层具有第二折射率n2以及第二厚度D2，且该第二载流子传输层与该第二吸光层满足 Φ1+Φ2-2 π (nlDl+n2D2)/A = 2m π Φ 1表示第二吸光层与第三电极层的反射相位差， Φ2表示第二载流子传输层与第二电极层的反射相位差， λ表示第二吸光层的光吸收波长，且 m表示0或整数。2.如权利要求1所述的堆叠式太阳能电池模块，其中该第二电极层的反射率为40% 80%之间。3.如权利要求1所述的堆叠式太阳能电池模块，其中该第二电极层包括金属材料。4.如权利要求1所述的堆叠式太阳能电池模块，其中该第二电极层的厚度为10 25...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾信荣，林俊良，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71