具有反射效果的光电器件封装结构的制作方法

文档序号:11180504
具有反射效果的光电器件封装结构的制造方法与工艺

本实用新型涉及一种光电器件,特别是涉及一种具有反射效果的光电器件封装结构,其可应用于太阳能电池。



背景技术:

太阳能是大自然中取之不尽、用之不竭的再生能源,与使用石化燃料制造能源相比是更为环保的洁净能源,使用过程也不会产生任何污染。太阳能电池的研究是再生能源中受众人期待的一个方向,而发展太阳能初期遭遇到的问题是光电转换效率不高和造价昂贵,不过使用高分子材料所开发的光伏太阳能电池光电器件结构因为制造过程简单、造价便宜、材质轻盈、可挠曲等特性而逐渐受到业界与学术界的瞩目。

太阳能虽然是目前相对环保、洁净的应用能源,但太阳能光电利用领域中,因为每日的日照时间有限,加上太阳能电池必须使用到较大的空间进行设置,若要有效发挥太阳能的辅助能源用途,势必需要针对太阳能电池板的能源转换效率进行优化,强化单位太阳能板的光电转换能源产出,才能发挥实际的效用。

请参阅图1及图2,其显示一种光伏太阳能电池中的光电器件结构,此结构中的每一个光电转换单元100’主要包括下导电层101’、电子传递层102’、有源层103’、电洞传递层104’及上导电层105’,而相邻的光电转换单元100’可通过上导电层105’彼此电性连接串联;为了改善光电转换单元100’的耐候性和使用寿命,一般会再利用一封装结构106’将光电转换单元100’加以封装保护。在实际应用中,太阳能电池大多做的很薄、大面积且可挠曲以利采光,不过即便如此,以目前的光电转化效率仍偏低,因此,如何增加光的利用率为本实用新型创作人努力克服的问题。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足提供一种具有反射效果的光电器件封装结构,其能通过提高光利用率来太阳能电池的光电转换效率。

为了解决上述的技术问题,本实用新型所采用的技术方案是:一种具有反射效果的光电器件封装结构,其包括一光电转换复合层、一封合胶体、一第一保护层及一第二保护层。所述光电转换复合层具有相对的一上表面及一下表面;所述封合胶体围绕所述光电转换复合层;所述第一保护层通过所述封合胶体以结合于所述光电转换复合层的所述上表面,所述第一保护层具有相对的一第一内表面及一第一外表面;所述第二保护层通过所述封合胶体以结合于所述光电转换复合层的所述下表面,所述第二保护层具有相对的一第二内表面及一第二外表面;其中,所述第一内表面、所述第一外表面、所述第二内表面以及所述第二外表面四者中的至少一面上披覆一反射层。

更进一步地,所述反射层是由一金属氧化物形成的蒸镀层。

更进一步地,所述反射层是一光学涂料层。

更进一步地,所述反射层的厚度介于50纳米至5微米之间。

更进一步地,所述反射层包括相互堆叠的一高折射率光学膜及一低折射率光学膜。

更进一步地,所述封合胶体的厚度介于1微米至800微米之间。

更进一步地,所述第一保护层的厚度介于10微米至500微米之间,所述第二保护层的厚度介于10微米至500微米之间。

更进一步地,所述光电转换复合层包括一透光性基板及多个间隔设置于所述透光性基板上的光电转换单元,每一所述光电转换单元包括:一透明导电层,其设置于所述透光性基板上;一电子传递层,其设置于所述透明导电层上;一有源层,其设置于所述电子传递层上;一电洞传递层,其设置于所述有源层上;以及一上导电层,其设置于所述电洞传递层上,且与相邻的另一所述光电转换单元电性连接。

更进一步地,所述透光性基板是一透明塑料基板或一玻璃基板,所述透光性基板的厚度介于10微米至500微米之间。

更进一步地,所述透明导电层的厚度介于100纳米至10微米之间。

更进一步地,所述透明导电层的透光率介于70%至95%之间。

更进一步地,所述电子传递层的厚度介于50纳米至200纳米之间,所述有源层的厚度介于100纳米至500纳米之间,所述电洞传递层的厚度介于300纳米至1000纳米之间。

更进一步地,所述光电转换复合层还包括一光学硬化层,所述光学硬化层设置于所述透光性基板及多个所述光电转换单元之间。

更进一步地,所述光学硬化层的厚度介于1微米至5微米之间。

本实用新型的有益效果在于,本实用新型实施例所提供的具有反射效果的光电组件封装结构,其可通过“所述第一保护层的所述第一内表面及所述第一外表面与所述第二保护层的所述第二内表面及所述第二外表面中的至少一面上披覆一反射层”的设计,以提高入射光利用率(即光能利用率),并由此提高组件的光电转换效率。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容,请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为常用的光电器件的剖视图(一)。

图2为常用的光电器件的剖视图(二)。

图3为本实用新型的具有反射效果的光电器件封装结构的剖视图(一)。

图4为本实用新型的具有反射效果的光电器件封装结构的剖视图(二)。

图5为本实用新型的具有反射效果的光电器件封装结构的剖视图(三)。

图6为本实用新型的具有反射效果的光电器件封装结构的剖视图(四)。

图7为图6中A部分的局部放大图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本实用新型所公开有关“具有反射效果的光电器件封装结构”的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本实用新型的优点与效果。本实用新型可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不悖离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。另外,本实用新型的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,予以声明。以下的实施方式将进一步详细说明本实用新型的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本实用新型的技术范围。

应理解,虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件或信号等,但这些组件或信号不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件,或者一信号与另一信号。另外,如本文中所使用,术语“或”视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一者或多者的所有组合。

请一并参阅图3至图6,本实用新型一优选实施例提供一种具有反射效果的光电器件封装结构P,其包括一光电转换复合层1、一封合胶体2、一第一保护层3、一第二保护层4及至少一反射层5。

光电转换复合层1用以将光能转换成电能,封合胶体2围绕光电转换复合层1设置,且与第一和第二保护层3、4共同将光电转换复合层1完整包覆,仅让导电层的引线(图中未显示)外露,以提升组件可靠性,包括耐热、耐低温、抗湿、耐候等特性;值得注意的是,为了提高组件的光电转化效率,可将反射层5设置于第一保护层3及/或第二保护层4上。

具体地说,光电转换复合层1包括一透光性基板11及多个间隔设置于透光性基板11上的光电转换单元12,在实际应用中,透光性基板11与外界接触的面可以让光进入,光电转换单元12可达成响应入射光的准确光电转换。每一光电转换单元12包括一设置于透光性基板11上的透明导电层121、一设置于透明导电层121上的电子传递层122、一设置于电子传递层122上的有源层123、一设置于有源层123上的电洞传递层124及一设置于电洞传递层124上的上导电层125;相邻的两个光电转换单元12通过一沟槽13相互隔离,并通过上导电层125相互电性连接。

本实施例中,透光性基板11可以是一透明塑料基板或一玻璃基板,其中所述透明塑料基板的材料可选自于聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚氨酯(PU)或压克力,但不限于此。然而,透光性基板11的形状和尺寸并无特别限制,不过依据产品需求,透光性基板11的形状可以是矩形,且厚度介于10微米至500微米之间。

透明导电层121可采用有机导体材料或无机导体材料,并通过涂布或蒸镀及蚀刻而形成,以作为下导电线路;依据产品需求,透明导电层121的厚度优选为100纳米至10微米,透明导电层121的透光率优选为70%至95%。本实施例中,所述有机导体材料可选自于聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)、纳米碳管、纳米银或其组合(即两种或两种以上的组合),所述无机导体材料可选自于金属(如纳米银)或金属氧化物(如ITO、ATO等),但透明导电层121的材料并不以上述材料为限。

电子传递层122、有源层123及电洞传递层124的材料和沉积方式并无特别限制,例如,常用技术工艺像是旋转涂布法、真空沉积法等均可用于形成电子传递层122、有源层123及电洞传递层124,其中电子传递层122可采用有助于电子的注入和传输的材料(如ZnO、TiO2等),电洞传递层124可采用有助于电洞的注入和传输的材料(如PEDOT、MoO3、V2O5等),有源层123可采用有助于增加电子电洞重新结合的材料;依据产品需求,电子传递层122的厚度优选为50纳米至200纳米,有源层123的厚度优选为100纳米至500纳米,电洞传递层124的厚度优选为300纳米至1000纳米。

上导电层125可以是由印刷的导电铝胶或银胶所形成的导电层,或是以铝或银通过蒸镀而形成的导电层,并依照设定好的图案印刷于任一光电转换单元12的电子传递层122、有源层123及电洞传递层124上,并与相邻的另一光电转换单元12的透明导电层121电性连接;具体地说,在相邻的光电转换单元12之间,上导电层125是沿任一光电转换单元12的电洞传递层124的表面延伸,并顺着沟槽13的侧壁和底壁而接触到另一光电转换单元12的透明导电层121,以达到电性连接串联的效果。

还有,为了提高光电转换复合层1的机械强度,可进一步于透光性基板11与光电转换单元12之间设置一光学硬化层14,其材料可选自于压克力、环氧树脂、二氧化硅或其组合;依据产品需求,光学硬化层14的厚度优选为1微米至5微米。

封合胶体2可采用热敏性封合树脂材料或紫外光敏感性封合树脂材料,并以密闭式连续结构的形式围绕光电转换复合层1的外围边缘;依据产品需求,封合胶体2的厚度优选为25纳米至1微米。

第一和第二保护层3、4可以是一透明塑料保护层或一玻璃保护层,其中所述透明塑料可选自于聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚氨酯(PU)或压克力,但不限于此。第一保护层3通过封合胶体2以结合于光电转换复合层1的上表面,第二保护层4通过封合胶体2以结合于光电转换复合层1的下表面;依据产品需求,第一和第二保护层3、4的厚度介于10微米至500微米之间。

反射层5的数量可以是只有一层,也可以有一层以上,其设置位置如图2至图5所示,具体地说,本实用新型具有反射效果的光电器件封装结构P可包括一反射层5披覆于第一保护层3的第一外表面31(如图3所示)或第一内表面32(如图4所示),或是披覆于第二保护层4的第二外表面41(如图5所示)或第二内表面42(如图6所示),但本实用新型并不限制于此;考虑特定的应用需求,第一保护层3的第一外表面31及第一内表面32与第二保护层4的第二外表面41及第二内表面42中的二面、三面或四面上可分别独立地具有一反射层5。

本实施例中,反射层5的一个实施例是,其可以是由金属氧化物形成的蒸镀层,也可以是光学涂料层,其中金属氧化物可选自于二氧化硅或二氧化钛,但反射层5的材料并不以上述材料为限;依据产品需求,反射层5的厚度优选为50纳米至5微米。

请参阅图7,反射层5的另一个实施例是,其可包括相互堆叠的一高折射率光学膜51(折射率为1.4~1.8)及一低折射率光学膜52(折射率为1.1~1.5),但本实用新型并不限制于此;在实际应用中,反射层5可包括两层或两层以上具有不同折射率且相互迭合的光学膜。

[实施例的有益效果]

本实用新型实施例所提供的具有反射效果的光电器件封装结构,其可通过“所述第一保护层的所述第一内表面及所述第一外表面与所述第二保护层的所述第二内表面及所述第二外表面中的至少一面上披覆一反射层”的设计,以提高入射光利用率(即光能利用率),并由此提高组件的光电转换效率。

还有,本实用新型实施例所提供的具有反射效果的光电器件封装结构不仅可以降低制造过程困难度与制造成本,而且于制造时可使用卷对卷(R2R)制造技术,因此,可实现工业化量产。

以上所公开的内容仅为本实用新型的优选可行实施例,并非因此局限本实用新型的权利要求的保护范围,故凡运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本实用新型的权利要求的保护范围内。

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