專利名稱：太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電池，特別關(guān)于一種太陽能電池。
背景技術(shù)：
太陽能本身并無公害問題且取得容易，永不竭盡，故太陽能成為重要替代性能源 之一。較常應(yīng)用太陽能的太陽能電池是一種光電轉(zhuǎn)換元件，其經(jīng)由太陽光照射后，把光能轉(zhuǎn) 換成電能。近年來，為提高發(fā)電效率，研發(fā)出一種聚光型太陽能電池(Concentrating Photovoltaic，CPV)，其主要架構(gòu)如圖1所示。太陽能電池1包括一基板11、一太陽能電池 封裝體12以及一聚光透鏡13。其中，太陽能電池封裝體12設(shè)置在基板11上，聚光透鏡13 與基板11對(duì)向設(shè)置，當(dāng)光線經(jīng)過聚光透鏡13時(shí)，會(huì)聚集至太陽能電池封裝體12。當(dāng)光線被 集中時(shí)，光線的強(qiáng)度會(huì)大幅增加，增加的幅度由聚光透鏡13的聚光倍率所決定。由于太陽 能電池封裝體12吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的光線，而能提升光電轉(zhuǎn)換效率及發(fā)電效能。然而，太陽能電池1在天氣狀況不佳時(shí)，大部分的光線會(huì)被云及水氣所散射，而這 些被散射的光線由于并非平行光，而無法通過聚光透鏡13聚集至太陽能電池封裝體12，使 得光電轉(zhuǎn)換效率大幅降低。另外，由于太陽光的光譜包括廣泛的波段，而且太陽能電池封裝 體12只能吸收其中一個(gè)范圍的波長(zhǎng)的光線，使得光線利用率大大降低，這也使得太陽能電 池1的光電轉(zhuǎn)換效率無法提升。因此，如何提供一種太陽能電池，能夠適合在各樣的天氣狀況下使用，并且可接收 不同波長(zhǎng)范圍的光線，進(jìn)而提升光電轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠適合在各樣的天氣狀況下使用，并且可接收不同波 長(zhǎng)范圍的光線，進(jìn)而提升光電轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池。本發(fā)明可采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種太陽能電池包括一基板、一聚光型太陽能電池元件以及一薄膜太陽 能電池元件?；迨蔷哂邢鄬?duì)的一第一表面及一第二表面。聚光型太陽能電池元件設(shè)置在 第一表面。薄膜太陽能電池元件設(shè)置在第二表面。前述的太陽能電池，其中所述基板是至少部分透光。前述的太陽能電池，其中所述基板包括兩子基板相互疊設(shè)。前述的太陽能電池，其中所述子基板之間具有一空腔。前述的太陽能電池，還包括一液體，充填在所述空腔。前述的太陽能電池，其中所述聚光型太陽能電池元件是管芯或封裝體。前述的太陽能電池，其中所述封裝體是表面接合至所述基板。前述的太陽能電池，其中所述聚光型太陽能電池元件的面積小于所述薄膜太陽能 電池元件的面積的二分之一。
前述的太陽能電池，還包括一聚光元件，是鄰設(shè)在所述聚光型太陽能電池元件， 一入射光線的至少一部分能量是經(jīng)由所述聚光元件聚集至所述聚光型太陽能電池元件。前述的太陽能電池，還包括一透光框體，是與所述聚光元件連結(jié)，一入射光線的 至少一部分能量經(jīng)由所述透光框體到達(dá)所述聚光型太陽能電池元件或所述薄膜太陽能電 池元件。前述的太陽能電池，其中所述透光框體與所述基板連結(jié)。前述的太陽能電池，其中所述基板包括兩子基板相互疊設(shè)，所述透光框體與所述 子基板的其中之一個(gè)結(jié)合。承上所述，本發(fā)明的太陽能電池包括兩種太陽能電池元件，其中入射光線的至少 一部分能量可由聚光型太陽能電池元件吸收，而入射光線的另一部分能量可由薄膜太陽能 電池元件吸收。當(dāng)天氣晴朗時(shí)，大部分光線為平行光入射，使得聚光型太陽能電池元件產(chǎn)生 高效率的光電轉(zhuǎn)換效率；而當(dāng)天氣狀況不佳時(shí)，大部分光線是散射光，光線可由薄膜太陽能 電池元件吸收，因而能提升光電轉(zhuǎn)換效率。此外，當(dāng)聚光型太陽能電池元件及薄膜太陽能電 池元件為不同種類時(shí)，可分別吸收不同范圍的波長(zhǎng)的光線，進(jìn)而提升光線利用率及光電轉(zhuǎn) 換效率。此外，本發(fā)明的兩種太陽能電池元件分別設(shè)置在基板的相對(duì)兩表面，能夠大幅縮小 太陽能電池的尺寸，進(jìn)而降低成本并提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并且為了 讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，下文特舉較優(yōu)實(shí)施例，并配合附 圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1是一種公知太陽能電池的示意圖；圖2是本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的太陽能電池的示意圖；以及圖3到圖6是本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的太陽能電池的不同示意圖。主要元件符號(hào)說明l、2、3、3a、3b 太陽能電池11、21、31 基板12 太陽能電池封裝體13 聚光透鏡22,32 聚光型太陽能電池元件23,33 薄膜太陽能電池元件24、34 聚光元件311、312:子基板35 液體36 封止件37、37a、37b 透光框體38 承載體C:空月空
Sl 第一表面S2 第二表面
具體實(shí)施例方式以下將參照相關(guān)圖式，說明依本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種太陽能電池。請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的一種太陽能電池2是包括一基板21、一聚光 型太陽能電池元件22以及一薄膜太陽能電池元件23?；?1具有相對(duì)的一第一表面Sl及一第二表面S2，第一表面Sl與一第二表面S2 可實(shí)質(zhì)相互平行。基板21可以是至少部分透光以讓光線通過，其中基板21的材質(zhì)可包括 高分子材料，例如聚亞酰胺(Polyimide)或壓克力(PMMA)、或石英、或玻璃、或金屬。本發(fā)明 不限制基板21的形狀，其可例如是板狀、片狀或弧狀。另外，基板21可以是單一構(gòu)件，或是 由多個(gè)構(gòu)件元裝而成，例如基板21可由兩子基板相互疊設(shè)而成。其中，當(dāng)基板21由多個(gè)子 基板疊設(shè)時(shí)，所述子基板可以不相同。本實(shí)施例中，太陽能電池2是以具有一塊基板21為 例。聚光型太陽能電池元件22設(shè)置在第一表面Si。聚光型太陽能電池元件22的定義是適 合或易于以聚光方式接收光線的太陽能電池元件。聚光型太陽能電池元件22可以是管芯 或封裝體，當(dāng)其為管芯時(shí)，可通過打線接合(wire bonding)(如圖2所示)、覆晶接合(flip chip)，或其組合來設(shè)置在基板21 ；當(dāng)其為封裝體時(shí)，可通過表面接合(Surface-mount technology, SMT)設(shè)置在基板21，以與基板21上的電路層電性連接。另外，聚光型太陽能電池元件22可通過激光焊接(laser welding)而覆晶接合至 基板21。在此種情況下，由于不是通過打線接合，且激光的加熱點(diǎn)尺寸可較小(例如直徑可 達(dá)到3mm)，因而可大幅提升管芯的受光區(qū)的比例，且當(dāng)管芯的尺寸越小時(shí)，可提升的比例越 大。聚光型太陽能電池元件22的材質(zhì)可包括單晶硅、或單晶鍺(Ge)、或多晶硅 (multi-crystalline silicon)、或多晶鍺、或復(fù)晶娃(poly-silicon)或非晶娃、或非晶鍺、 或微晶硅、或化合物半導(dǎo)體(例如III-V族或II-VI族)。其中，多晶硅是指由長(zhǎng)晶制程而 形成，復(fù)晶硅是指由非晶硅以回火(annealing)制程(例如通過激光回火)而形成。在本 實(shí)施例中，聚光型太陽能電池元件22是以化合物半導(dǎo)體為例，且化合物半導(dǎo)體可為多接面 (multi-junction)。薄膜太陽能電池元件23設(shè)置在第二表面S2。薄膜太陽能電池元件23的材質(zhì)可包 括多晶硅、或多晶鍺、或復(fù)晶硅、或非晶硅、或非晶鍺、或微晶硅、或化合物半導(dǎo)體、或有機(jī)材 料。在本實(shí)施例中，薄膜太陽能電池元件23是以非晶硅為例。聚光型太陽能電池元件22與薄膜太陽能電池元件23可以是相同材料或不相同材 料。當(dāng)聚光型太陽能電池元件22及薄膜太陽能電池元件23是不同材料時(shí)，可分別吸收不 同范圍的波長(zhǎng)的光線，進(jìn)而提升光線利用率及光電轉(zhuǎn)換效率。例如，以純非晶硅材料而言， 其可吸收短波長(zhǎng)(能階約為1. 7 1. 8eV)，而其若摻雜鍺可吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)(能階約為1. 4 1. 6eV)。另外，本實(shí)施例的聚光型太陽能電池元件22的面積可小于薄膜太陽能電池元件 23的面積的二分之一。通過兩者的面積的控制，可避免聚光型太陽能電池元件22吸收過 多散射光線而降低薄膜太陽能電池元件23的光電轉(zhuǎn)換效率。另外，聚光型太陽能電池元件22與薄膜太陽能電池元件23的面積比例可依據(jù)所需產(chǎn)生電量而有所調(diào)整，例如應(yīng)用在大 型電廠與家庭可有不同的比例。在本實(shí)施例中，太陽能電池2可還包括一聚光元件24，其是鄰設(shè)在聚光型太陽能 電池元件22。聚光元件24可以是反射式或折射式，即可讓光線通過或反射。本實(shí)施例的聚 光元件24是以折射式為例，一入射光線的至少一部分能量是經(jīng)由聚光元件24聚集至聚光 型太陽能電池元件22。聚光元件24的結(jié)構(gòu)可包括至少一個(gè)菲涅爾(Fresnel)紋路、或至少 一個(gè)透鏡(lens)、或多個(gè)棱鏡(prism)、或一反射面鏡(reflector)，在此是以菲涅爾紋路 為例。當(dāng)然，若基板21上設(shè)置了多個(gè)聚光型太陽能電池元件22時(shí)，則聚光元件24可具有 多個(gè)對(duì)應(yīng)設(shè)置的菲涅爾紋路。太陽能電池2接收一入射光線，且入射光線的至少一部分能量是經(jīng)由聚光元件24 聚集至聚光型太陽能電池元件22，入射光線的另一部分能量是由薄膜太陽能電池元件23 吸收。如此一來，當(dāng)天氣狀況佳時(shí)，大部分入射光線是為平行光(如圖2中的黑色箭頭所 示)，會(huì)經(jīng)由聚光元件24聚集至聚光型太陽能電池元件22，且通過提高聚光倍率而提升光 電轉(zhuǎn)換效率；而當(dāng)天氣狀況不佳時(shí)，部分入射光線是為散射光，不易聚集至聚光型太陽能電 池元件22，但仍能被薄膜太陽能電池元件23所吸收。通過聚光型太陽能電池元件22與薄 膜太陽能電池元件23的配合，太陽能電池2可提升發(fā)電效率并延長(zhǎng)發(fā)電時(shí)間，當(dāng)然，若配合 使用追日裝置，則效果更佳。請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，本發(fā)明第二實(shí)施例的一種太陽能電池3是包括一基板31、一聚光 型太陽能電池元件32以及一薄膜太陽能電池元件33。其中，太陽能電池3與太陽能電池2主要不同在于，基板31是包括兩子基板311、 312相互疊設(shè)。子基板311、312可直接接觸而疊設(shè)，或是如圖3所示，兩子基板311、312之 間具有一空腔(chamber) C?？涨籆通過封止件36而成為密閉空腔，封止件36可例如由膠 體或固體所形成，且可具有絕緣性。其中，聚光型太陽能電池元件32是設(shè)置在子基板311， 而且薄膜太陽能電池元件33則設(shè)置在另一個(gè)子基板312。太陽能電池3可還包括一液體35，其是充填在空腔C。液體35可包括高導(dǎo)熱材質(zhì)， 例如硅油、甘油、三甲苯(溶劑)或是水。當(dāng)然，液體35可依據(jù)實(shí)際情況而考慮絕緣性、腐 蝕性、凝固點(diǎn)、熱膨脹是數(shù)等數(shù)值來選擇。通過液體35可大幅將太陽能電池元件32、33所 產(chǎn)生的熱量帶走，進(jìn)而提升散熱效能，并延長(zhǎng)太陽能電池3的壽命。另外，液體35也可讓光 線折射，使穿透子基板311的光線較均勻分布，以增加薄膜太陽能電池元件33的整體光線 利用效率。請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，太陽能電池3可還包括一透光框體37，其是與聚光元件34連結(jié)， 并與兩子基板的其中的一連結(jié)，在此是以透光框體37與子基板311連結(jié)為例。其中，透光 框體37的材質(zhì)可以是玻璃或是透光的高分子材質(zhì)。一入射光線的至少一部分能量可經(jīng)由 透光框體37到達(dá)聚光型太陽能電池元件32或薄膜太陽能電池元件33。由透光框體37進(jìn) 入的側(cè)邊光線可增加太陽能電池3的光線利用率并提升其光電轉(zhuǎn)換效率。請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，太陽能電池3a與太陽能電池3主要不同在于，透光框體37a是 分別與聚光元件34及子基板312連結(jié)。另外，在圖6中，太陽能電池3b可還包括一承載體 38，其是設(shè)置在薄膜太陽能電池元件33，透光框體37b是分別與聚光元件34及承載體38連 結(jié)。
綜上所述，本發(fā)明的太陽能電池包括兩種太陽能電池元件，其中入射光線的至少 一部分能量可由聚光型太陽能電池元件吸收，而且入射光線的另一部分能量可由薄膜太陽 能電池元件吸收。當(dāng)天氣晴朗時(shí)，大部分光線為平行光入射，使得聚光型太陽能電池元件產(chǎn) 生高效率的光電轉(zhuǎn)換效率；而當(dāng)天氣狀況不佳時(shí)，大部分光線是散射光，光線可由薄膜太陽 能電池元件吸收，因而依然能提升光電轉(zhuǎn)換效率。此外，當(dāng)聚光型太陽能電池元件及薄膜太 陽能電池元件為不同種類時(shí)，可分別吸收不同范圍的波長(zhǎng)的光線，進(jìn)而提升光線利用率及 光電轉(zhuǎn)換效率。此外，本發(fā)明的兩種太陽能電池元件分別設(shè)置在基板的相對(duì)兩表面，而能夠 大幅縮小太陽能電池的尺寸，進(jìn)而降低成本并提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對(duì)其 進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包括在后附的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
一種太陽能電池，其特征在于，包括一基板，是具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面；一聚光型太陽能電池元件，設(shè)置在所述第一表面；以及一薄膜太陽能電池元件，設(shè)置在所述第二表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，其中所述基板是至少部分透光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，其中所述基板包括兩子基板相互疊設(shè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池，其特征在于，其中所述子基板之間具有一空腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池，其特征在于，還包括 一液體，充填在所述空腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，其中所述聚光型太陽能電池元件 是管芯或封裝體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池，其特征在于，其中所述封裝體是表面接合至所 述基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，其中所述聚光型太陽能電池元件 的面積小于所述薄膜太陽能電池元件的面積的二分之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，還包括一聚光元件，是鄰設(shè)在所述聚光型太陽能電池元件，一入射光線的至少一部分能量是 經(jīng)由所述聚光元件聚集至所述聚光型太陽能電池元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能電池，其特征在于，還包括一透光框體，是與所述聚光元件連結(jié)，一入射光線的至少一部分能量經(jīng)由所述透光框 體到達(dá)所述聚光型太陽能電池元件或所述薄膜太陽能電池元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池，其特征在于，其中所述透光框體與所述基板 連結(jié)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池，其特征在于，其中所述基板包括兩個(gè)子基板 相互疊設(shè)，所述透光框體與所述子基板的其中之一相結(jié)合。
全文摘要
一種太陽能電池包括一基板、一聚光型太陽能電池元件以及一薄膜太陽能電池元件。基板是具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面。聚光型太陽能電池元件設(shè)置在第一表面。薄膜太陽能電池元件設(shè)置在第二表面。因此，當(dāng)天氣晴朗時(shí)，大部分光線為平行光入射，使得聚光型太陽能電池元件產(chǎn)生高效率的光電轉(zhuǎn)換效率；而當(dāng)天氣狀況不佳時(shí)，大部分光線是散射光，光線可由薄膜太陽能電池元件吸收，因而能提升光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)H01L31/052GK101931020SQ20091014674
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者林崇智 申請(qǐng)人:宇威光電股份有限公司