多重反射结构以及光电元件制造技术

本发明专利技术公开一种多重反射结构以及光电元件，其包括一基材以及一角锥体。基材具有一倒角锥状凹陷，倒角锥状凹陷具有至少三个第一反射侧面。角锥体配置于基材上且位于倒角锥状凹陷内，其中角锥体具有至少三个第二反射侧面，且各第二反射侧面的法线与任一个第一反射侧面的法线不在同一空间平面上。此外，本发明专利技术另提出一种光电元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种多重反射结构(multi-reflection structure)以及光电元件,且特别是涉及ー种能够降低界面反射(surface reflection)的多重反射结构以及光电元件。
技术介绍
近年来，光电产业(诸如显示器产业、固态照明产业、太阳光电产业)的蓬勃发展持续改变人类生活。然而，在上述光电产业的开发中，不可避免都会遇到界面反射的问题，而介质的折射率差异是导致界面反射的主因。在显示器中，界面反射会导致显示器的整体 亮度下降，而在固态照明元件(如发光二极管或有机电激发光元件)中，界面反射会导致整体出光效率低落。有研究指出，在一般的有机电激发光元件中，界面反射导致将近70%至80%的光损失。在太阳电池中，界面反射也是直接导致光电转换效率低落的主因。详言之，太阳电池是ー种将光能转换为电能的光电元件，太阳电池的光电转换效率与其所产生的光电流以及电压有夫。为了增加光电流就必须增加太阳电池的光吸收率。由于一般的单晶硅太阳电池具有足够的厚度，因此光线的吸收不是大大的问题，因此，如何降低单晶硅太阳电池的界面反射所导致的光损失，实为目前亟待解决的课题之一。根据菲涅耳定律(Fresnel’ s Law)，当光线经过两个具有不同折射率的介质的界面时，光线的反射率与ニ介质的折射率差异正相关。详言之，当ニ介质的折射率越接近，光线经过此ニ介质的界面时被反射的比率越低；反之，当ニ介质的折射率差异越大，光线经过此ニ介质的界面时被反射的比率越高。以半导体元件中常用的硅基材为例，对于可见光而言，其折射率值约在3至4之间，很明显地，在具有平坦表面的硅基材与空气的界面处，可见光的反射率相当高(约有36%的光线被反射)。在现有的太阳电池中，为了解决界面反射的问题，一般会在硅基材太阳能电池的结构上形成ー非晶(amorphous)含氢的氮化硅抗反射层，以增加光线的利用率进而提升太阳电池的光电转换效率。然而，抗反射层仍无法大幅提升太阳电池的光电转换效率。因此，已有现有技术(如 US 5，081，049，US5, 080，725，US 2009/071536, TWM 354858，US7，368, 655)于太阳电池的入光面上形成光学微结构，以使光线在太阳电池表面处被反射多次，进而降低界面反射所导致的光损失。然而，在前述的现有技术(如US 5，081，049，US5, 080，725，US 2009/071536, TWM 354858，US 7，368，655)中，由于绝大部分的光线在太阳电池表面处只会被反射二次，因此界面反射所导致的光损失仍然无法大幅度地被降低。承上述，如何更为有效地抑制界面反射所导致的光损失，实为目前亟待解决的课题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种多重反射结构以及光电兀件，其具有良好的光学表现。本专利技术提供ー种多重反射结构，其包括一基材以及一角锥体。基材具有一倒角锥状凹陷(inversed pyramid shaped recess),倒角锥状凹陷具有至少三个第一反射侧面。角锥体配置于基材上且位于倒角锥状凹陷内，其中角锥体具有至少三个第二反射侧面，且各第二反射侧面的法线与任ー个第一反射侧面的法线不在同一空间平面(Plane)上。本专利技术提供ー种多重反射结构，其包括一基材、至少ー第一角锥体以及至少ー第ニ角锥体。第一角锥体配置于基材上，且第一角锥体具有至少三个第一反射側面。第二角锥体配置于基材上，第二角锥体具有至少三个第二反射侧面，且各第二反射侧面的法线与任ー个第一反射侧面的法线不在同一空间平面上。本专利技术提供一种光电元件，其包括一光电转换层以及多个电扱。光电转换层具有多个倒角锥状凹陷以及多个角锥体， 其中各倒角锥状凹陷具有至少三个第一反射侧面，各角锥体分别位于对应的倒角锥状凹陷内，角锥体具有至少三个第二反射侧面，且各第二反射侧面的法线与任ー个第一反射侧面的法线不在同一空间平面上。此外，电极与光电转换层电连接。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明图IA为第一实施例的多重反射结构的立体图；图IB为第一实施例的多重反射结构的上视图；图IC为第一实施例的多重反射结构的剖视图；图2A至图2E为第一实施例中不同的多重反射结构的上视图与剖视图；图3A与图3B为第二实施例的多重反射结构的示意图；图4为第三实施例的光电元件的示意图；图5为图IA的扫描电子显微镜(SEM)图；图6为第一实施例的反射率模拟结果。主要元件附图标记说明100:多重反射结构110:基材IlOa:入光面112:倒角锥状凹陷112a:第一反射侧面120 :角锥体120a :第二反射侧面200 :多重反射结构210 :基材220 :第一角锥体222:第一反射侧面230 :第二角锥体232 :第二反射侧面NL1、NL2:法线LI :邻接线L2 :棱线Θ1、Θ2:倾斜角Η、Η1、Η2:高度D :深度W :最大宽度 具体实施例方式第一实施例图IA为第一实施例的多重反射结构的立体图，图IB为第一实施例的多重反射结构的上视图，而图IC为第一实施例的多重反射结构的剖视图。请參照图IA至图1C，本实施例的多重反射结构100包括一基材110以及至少一角锥体120。基材110具有至少ー倒角锥状凹陷112，倒角锥状凹陷112具有至少三个第一反射侧面112a。角锥体120配置于基材110上且位于倒角锥状凹陷112内，其中角锥体120具有至少三个第二反射侧面120a，且各第二反射侧面120a的法线NL2与任ー个第一反射侧面112a的法线NLl不在同一空间平面上。在本实施例中，倒角锥状凹陷112的数量与角锥体120的数量相同，且倒角锥状凹陷112例如以阵列方式分布于基材110的入光面IlOa上。在本实施例中，基材110例如为硅基材、塑胶基材、玻璃基材、石英基板、金属基板，而基材110与角锥体120例如为相同材质。以硅基材为例，倒角锥状凹陷112以及角锥体120例如是通过非等向性蚀刻的方式来制作，而所采用的蚀刻液例如为氢氧化钾(KOH)或氢氧化四甲基铵(TMAH)，本实施例不限定所使用的蚀刻液的种类、浓度以及蚀刻进行的时间，此领域技术人员可根据实际设计需求而作适当的调整。此外，硅基材上的倒角锥状凹陷112以及角锥体120也可采用热压或紫外光固化等方式进行制作。以塑胶基材为例，倒角锥状凹陷112以及角锥体120可通过铸模制作エ艺或压印制作エ艺来制作。以玻璃基材、石英基板、金属基板为例，倒角锥状凹陷112以及角锥体120可通过蚀刻制作エ艺或压印制作エ艺来制作。如图IA至图IC所示，本实施例的第一反射侧面112a的数量为4个，第二反射侧面120a的数量为8个，且各个第一反射侧面112a与各个第二反射侧面120a例如皆为平面。值得注意的是，本实施例并不限定第一反射侧面112a与第二反射侧面120a的数量，意即，本实施例的第一反射侧面112a的数量为NI个(NI为任意大于或等于3的整数)，而第二反射侧面120a的数量为N2个(N2为任意大于或等于3的整数)。本实施例不限定NI与N2之间的关系。換言之，NI可以小于N2。在其它实施例中，NI也可以等于或是大于N2，端视设计需求而定。在本实施例中，4个第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多重反射结构，包括：基材，具有一倒角锥状凹陷(inversed？pyramid？shaped？recess)，其中该倒角锥状凹陷具有至少三个第一反射侧面；以及角锥体，配置于该基材上且位于该倒角锥状凹陷内，其中该角锥体具有至少三个第二反射侧面，且各该第二反射侧面的法线与任一个第一反射侧面的法线不在同一空间平面(plane)上。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑琮达，朱仁佑，林鼎晸，陈怡萍，李佳翰，郑信鸿，张樱谕，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：