专利名称：多电极光伏面板的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种多电极光伏面板。
背景技术：
众所周知的，最有效率的光能转换为电能且产生最少的废热的方式莫过于使入射光的光子能量契合于半导体材料产生电子的能阶。然而，因为太阳辐射通常包含多种波长范围的光，使用具有单一电子激发能阶的半导体材料以接受太阳辐射而转换为电能，通常无法达成高效能，且容易产生很多废热。因此，使用具备不同电子激发能阶的光伏单元来转换太阳辐射为电能的优点已经被此领域人员所认同。
发明内容
因此，本发明的一目的是在提供一种改良的多电极光伏面板。根据上述目的提出一种多电极光伏面板，其包含一透光第一基材、一第一光伏单元层、一透光中介层、一第二光伏单元层以及一第二基材。第一光伏单元层位于第一基材上且具有一第一能阶，第一光伏单元层包含二第一输出电极。二第一输出电极大致彼此平行的配置于第一光伏单元层的两相对边。透光中介层位于第一光伏单元层上，且未覆盖二第一输出电极。第二光伏单元层位于透光中介层且具有一第二能阶，第二光伏单元层包含二第二输出电极。二第二输出电极大致彼此平行的配置于第二光伏单元层的两相对边。第二基材位于第二光伏单元层上。二第二输出电极大致垂直于二第一输出电极。依据本发明一实施例，第一能阶大于或等于第二能阶。依据本发明另一实施例，多电极光伏面板还包含一封装片夹层于第二光伏单元层及第二基材之间。依据本发明另一实施例，透光中介层是一防氧及水气穿透的绝缘层。依据本发明另一实施例，第一光伏单元层包含一 p-i-rup-run-i-p或n-p接面，从第一基材往第二基材的方向配置。依据本发明另一实施例，第一光伏单元层包含二透光导电层，p-i-rup-run-i-p或 n-p接面夹层于二透光导电层之间。依据本发明另一实施例，透光中介层包含氧化硅(SiO)、碳化硅(SiC)、氮化硅 (SiN)、氮氧化硅(SiON)、碳氧化硅(SiOC)或氮碳化硅(SiCN)。依据本发明另一实施例，透光中介层具有一厚度范围介于1纳米与10毫米之间。依据本发明另一实施例，第二基材是一不透光基材。依据本发明另一实施例，第二基材是一透光基材。由上述可知，光伏面板包含二光伏单元层被透光中介层所分隔。一第一光伏单元层包含二第一输出电极，以大致彼此平行方式配置于其两相对边。一第二光伏单元层包含第二输出电极，以大致彼此平行方式配置于其两相对边。第二输出电极大致垂直于第一输出电极，因此第一、第二光伏单元层所生成的电流能够分开输出。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下图1是绘示依照本发明一实施方式的一种多电极光伏面板的立体图；图2是绘示依照本发明一实施方式的一种多电极光伏面板的剖面图；图3是绘示依照本发明另一实施方式的一种多电极光伏面板的剖面图。主要组件符号说明100 光伏面板102 基材104 光伏单元层104a 激光切沟104b:第一输出电极106 透光中介层108 光伏单元层108a 激光切沟108b:第二输出电极200 光伏面板201a 太阳辐射202 玻璃基材204 光伏单元层204a:透光导电氧化层204b :p-i-n 接面204c:透光导电氧化层206 透光中介层208 光伏单元层208a:透光导电氧化层208b :p-i-n 接面208c:背导电层210 背板300 光伏面板301a 太阳辐射301b 太阳辐射302 玻璃基材304 光伏单元层304a:透光导电氧化层304b :p-i-n 接面304c:透光导电氧化层306 透光中介层
308:光伏单元层308a:透光导电氧化层308b :p-i-n 接面308c:透光导电氧化层310 玻璃基材
具体实施例方式请参照图1，其绘示依照本发明一实施方式的一种多电极光伏面板的立体图。为了方便绘示多电极光伏面板的特征，光伏面板的的背板或背玻璃基材(第二基材)都省略不画。光伏面板100包含二独立运作的第一光伏单元层104及第二光伏单元层108位于透光第一基材102的同一侧(或面)。相较于将二独立运作的光伏单元层形成于基材两相对侧(或面)而言，第一及第二光伏单元层(104 ； 108)位于透光第一基材102的同一侧在制程上会较为容易。在本实施例中，第一及第二光伏单元层(104;108)被透光中介层106所分隔开来。透光中介层106可以是一具有大于6000伏崩溃电压的中介层或一防氧及水气穿透的绝缘层。在一实施例中，第一及第二光伏单元层(104 ； 108)具有不同的能阶，例如第一光伏单元层104的第一能阶大于第二光伏单元层108的第二能阶，使得光伏面板能在产生最少废热下以最有效能的方式将光能转换成电能。在其它实施例中，第一及第二光伏单元层(104 ； 108)具有相同的能阶。每一光伏单元层具有多条激光切沟(例如10 ； 108a), 借以将光伏单元层切割成多个彼此绝缘的区域。为了第一及第二光伏单元层(104 ；108)所产生的电流能输出且减少匹配问题，输出电极的位置特别安排设计如下。第一光伏单元层 104包含二第一输出电极104b，二第一输出电极104b大致彼此平行的配置于第一光伏单元层104的两相对边。透光中介层106位于第一光伏单元层104上，且未覆盖二第一输出电极104b。第二光伏单元层108包含二第二输出电极108b，二第二输出电极108b大致彼此平行的配置于第二光伏单元层108的两相对边。在本实施例中，二第一输出电极104b与二第二输出电极108b是位于矩形光伏面板的四边，但并不局限于此。换言之，二第一输出电极104b是大致垂直于二第二输出电极108b，因此第一及第二光伏单元层(104;108)的电流能独立的输出。在其它本实施例中，只要第一及第二光伏单元层(104;108)的电流能独立的输出，二第一输出电极也可能以大致平行于二第二输出电极的方式配置(未绘示于图面)°请参照图2，其绘示依照本发明一实施方式的一种多电极光伏面板的剖面图。为了清楚表达本实施例重点，此图的多条激光切沟(例如图1中的10 ； 108a)省略不画。在本实施例中，光伏面板200具有其第一及第二光伏单元层O04;208)夹层于玻璃基材202 与背板210(例如不透光基板)之间。玻璃基材202亦可以被其它透光基材所取代。此外， 光伏面板200可以更包含一封装片(材质为乙烯乙酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate) 或聚乙烯醇缩丁醛(polyvinyl butyral)夹层于背板210及背导电层208c。透光中介层 206可以是氧化硅(SiO)、碳化硅(SiC)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、碳氧化硅(SiOC) 或氮碳化硅(SiCN)为材料所制成的薄膜，或由上述材料所制成的双层膜或多层膜。透光中介层206的厚度范围约介于1纳米与10毫米之间。光伏面板200在面向太阳辐射201a的一侧使用透光玻璃基材202。第一光伏单元层204包含一 p-i-n接面204b，夹层于二透光导电层(例如透光导电氧化层(20 ；204c))之间。此p-i-n接面204b的接面顺序是“从玻璃基材202往背板210”的方向配置，相较于p-i-n接面的接面顺序是“从背板210往玻璃基材202”的方向配置，具有较好的光能转电能效率。在另一实施例中，第一光伏单元层 204具有一 p-n，其接面顺序是“从玻璃基材202往背板210”的方向配置。透光导电氧化层 (204a ；204c)分别电性连接至各自的输出电极。举例而言(请同时参照图1、图2)，二输出电极104b电性连接至透光导电氧化层2(Mc，且位于透光导电氧化层2(Mc的两相对边。换言之，二输出电极104b位于透光导电氧化层2(Mc的两相对边，分别作为正、负极。第二光伏单元层208包含一 p-i-n接面208b夹层于二导电层(例如透光导电氧化层208a与背导电层208c)之间。此p-i-n接面208b的接面顺序是“从玻璃基材202往背板210”的方向配置，相较于P-i-n接面的接面顺序是“从背板210往玻璃基材202”的方向配置，具有较好的光能转电能效率。在另一实施例，光伏单元层208也可以依需求包含一 p-n、n-i-p或n-p 接面，其接面顺序是“从玻璃基材202往背板210”的方向配置。上述的p-i-n接面； 208b)可以由硅为主的材料、CIGS(Copper indium gallium selenide)、碲化镉(CdTe)、有机材料或DSSC(Dye-sensitized solar cell)材料所制成。透光导电氧化层208a与背导电层208c分别电性连接至各自的输出电极。举例而言(请同时参照图1、图2)，二输出电极108b电性连接至透光导电氧化层208a与背导电层208c，且位于透光导电氧化层208a与背导电层208c的两相对边。换言之，二输出电极108b位于透光导电氧化层208a与背导电层208c的两相对边，分别作为正、负极。 请参照图3，其绘示依照本发明另一实施方式的一种多电极光伏面板的剖面图。为了清楚表达本实施例重点，此图的多条激光切沟(例如图1中的10 ； 108a)省略不画。此实施例不同于图2的差异主要在于背板210被玻璃基材310所取代。在本实施例中，在本实施例中，光伏面板300具有其第一及第二光伏单元层(304 ；308)夹层于两玻璃基材(302 ； 310)之间。因为玻璃基材(302;310)是透光的，光伏面板300能够接收来自于两相反侧的太阳辐射(301a ；301b)以转换成电能。透光中介层306可以是氧化硅(SiO)、碳化硅(SiC)、 氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、碳氧化硅(SiOC)或氮碳化硅(SiCN)为材料所制成的薄膜，或由上述材料所制成的双层膜或多层膜。透光中介层306的厚度范围约介于1纳米与 10毫米之间。第一光伏单元层304包含一 p-i-n接面304b，夹层于二透光导电层(例如透光导电氧化层(304a ；304c))之间。此p-i-n接面304b的接面顺序是“从玻璃基材302往玻璃基材310”的方向配置，相较于p-i-n接面的接面顺序是从“玻璃基材310往玻璃基材 302”的方向配置，具有较好的光能转电能效率。在另一实施例中，第一光伏单元层304具有一 p-n接面，其接面顺序是“从玻璃基材302往玻璃基材310”的方向配置。透光导电氧化层(304a;304c)分别电性连接至各自的输出电极。举例而言(请同时参照图1、图3)，二输出电极104b分别电性连接至透光导电氧化层(304a ；3(Mc)，且位于透光导电氧化层(304a ； 304c)的两相对边。换言之，二输出电极104b位于透光导电氧化层(304a;304c)的两相对边，分别作为正、负极。第二光伏单元层308包含一 p-i-n接面308b夹层于二导电层(例如透光导电氧化层(308a;308c))之间。此p-i-n接面308b的接面顺序是“从玻璃基材 302往玻璃基材310”的方向配置，相较于p-i-n接面的接面顺序是“从玻璃基材310往玻璃基材302”的方向配置，具有较好的光能转电能效率。在另一实施例，光伏单元层308也可以依需求包含一 P-n、n-i-p或n-p接面，其接面顺序是“从玻璃基材310往玻璃基材302”的方向配置。上述的p-i-n接面(304b ;308b)可以由硅为主的材料、CIGS (Copper indium gallium selenide)、硫化镉(CdTe)、有机材料或 DSSC(Dye-sensitized solar cell)材料所制成。透光导电氧化层(308a;308c)分别电性连接至各自的输出电极。举例而言(请同时参照图1、图3)，二输出电极108b电性连接至透光导电氧化层(308a;308c)，且位于透光导电氧化层(308a;308c)的两相对边。换言之，二输出电极108b位于透光导电氧化层 (308a ；308c)的两相对边，分别作为正、负极。上述的用词“大致”或“约”是用以修饰数量或方位的用词，其用以表示该数量或方位在些许改变内不会影响其对应的功能。根据上述的实施例，光伏面板包含二光伏单元层被透光中介层所分隔。一第一光伏单元层包含二第一输出电极，以大致彼此平行方式配置于其两相对边。一第二光伏单元层包含第二输出电极，以大致彼此平行方式配置于其两相对边。第二输出电极大致垂直于第一输出电极，因此第一、第二光伏单元层所生成的电流能够分开输出。虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种多电极光伏面板，其特征在于，至少包含一透光第一基材；一第一光伏单元层，位于该第一基材上且具有一第一能阶，该第一光伏单元层包含二第一输出电极，该二第一输出电极大致彼此平行的配置于该第一光伏单元层的两相对边；一透光中介层，位于该第一光伏单元层上，且未覆盖该二第一输出电极；一第二光伏单元层，位于该透光中介层且具有一第二能阶，该第二光伏单元层包含二第二输出电极，该二第二输出电极大致彼此平行的配置于该第二光伏单元层的两相对边； 以及一第二基材，位于该第二光伏单元层上，其中该二第二输出电极大致垂直于该二第一输出电极。
2.根据权利要求1所述的多电极光伏面板，其特征在于，该第一能阶大于或等于该第二能阶。
3.根据权利要求1所述的多电极光伏面板，其特征在于，还包含一封装片夹层于该第二光伏单元层及该第二基材之间。
4.根据权利要求1所述的多电极光伏面板，其特征在于，该透光中介层是一防氧及水气穿透的绝缘层。
5.根据权利要求1所述的多电极光伏面板，其特征在于，该第一光伏单元层包含一 p-i-n、p-n、n-i-p或n-p接面，从该第一基材往该第二基材的方向配置。
6.根据权利要求5所述的多电极光伏面板，其特征在于，该第一光伏单元层包含二透光导电层，该p-i-n、该p-n、该n-i-p或该n-ρ接面夹层于该二透光导电层之间。
7.根据权利要求1所述的多电极光伏面板，其特征在于，该透光中介层包含氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅或氮碳化硅。
8.根据权利要求1所述的多电极光伏面板，其特征在于，该透光中介层具有一厚度范围介于1纳米与10毫米之间。
9.根据权利要求1所述的多电极光伏面板，其特征在于，该第二基材是一不透光基材。
10.根据权利要求1所述的多电极光伏面板，其特征在于，该第二基材是一透光基材。
全文摘要
本发明涉及一种多电极光伏面板，包含一透光第一基材、一第一光伏单元层、一透光中介层、一第二光伏单元层以及一第二基材。第一光伏单元层位于第一基材上且具有一第一能阶，第一光伏单元层包含二第一输出电极。二第一输出电极大致彼此平行的配置于第一光伏单元层的两相对边。透光中介层位于第一光伏单元层上，且未覆盖二第一输出电极。第二光伏单元层位于透光中介层且具有一第二能阶，第二光伏单元层包含二第二输出电极。二第二输出电极大致彼此平行的配置于第二光伏单元层的两相对边。第二基材位于第二光伏单元层上。二第二输出电极大致垂直于二第一输出电极。
文档编号H01L31/0224GK102290454SQ20111017044
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月20日 优先权日2010年6月21日
发明者朱克泰, 林于庭, 蔡宏骏, 蔡耀铭, 陈良吉 申请人:杜邦太阳能有限公司