专利名称：涂布式太阳能电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能电池，特别是指一种利用涂布方式形成二氧化钛光触媒层的涂布式太阳能电池。
背景技术：
高油价时代来临及国际各国对于环保与气候暖化的关注，促使绿色能源产业快速成长，目前在全球的规模已达到数十亿美元。绿色能源又称为洁净能源(包括水资源、太阳能、风能、地热、清洁煤等)，举凡对环境有利的产业都包括在绿能的定义中。而随着节能、 低碳议题发赞，其中又以太阳能电池最受到瞩目，太阳能电池具有使用方便、取之不尽、用之不竭、无废弃物、无污染、无转动部份、无噪音、可阻隔辐射热、使用寿命长、尺寸可随意变化、并与建筑物作结合及普及化等优点。尤其台湾多数地区日照非常充足，因此相当适合推广太阳能发电的应用及产业发展。建筑整合型太阳光电系统(BuildingIntegrated Photovoltaics，BIPV)是目前相当提倡的绿色建筑，在地狭人稠与土地价格昂贵的地区，它是解决土地设置成本过高与整合发电设备与建筑物外观的最佳方案。但要如何将具较低成本的太阳能电池结合于此系统，以有效提高绿色建筑的普及性，增进永续性与环保的替代性能源的使用率，也成为一个重要的课题。再者，尽管建筑整合型太阳光电系统一般来说，设置完成后，并无需经常性地予以维护，因此寿命都可达到20年以上；然而，毕竟乃是设置于建筑物外部，经年累月的风吹雨淋，表面难免会沾粘灰尘、异物等，虽然不至于影响基本运作，但是因为附着于表面，却会影响太阳光线实际照射的比率，等同降低了整体太阳光电系统的效率。但是，建筑整合型太阳光电系统与建筑物结合、甚至取代了传统的外墙，因此清洗上更是不容易。
发明内容鉴于以上的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种涂布式太阳能电池，利用涂布的方式来形成二氧化钛光触媒层，凭借氧化还原反应，可以分解水中杂质及脏污，而可大体上解决背景技术存在的缺失。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种涂布式太阳能电池，其特征在于，包含有一内透明基板；一第一透明导电层，位于该内透明基板上；一第一型半导体层，位于该第一透明导电层上；一本质型半导体层，位于该第一型半导体层上；一第二型半导体层，位于该本质型半导体层上；一第二透明导电层，位于该第二型半导体层上；一外透明基板，位于该第二透明导电层上；及[0015]一二氧化钛光触媒层，利用涂布方式形成于该外透明基板表面，当该二氧化钛光触媒层照射光源后，凭借氧化还原反应，可以分解水中杂质及脏污。其中该内透明基板的材质选自玻璃、石英、透明塑胶、蓝宝石基板及透明可挠性材料的群组组合中任一。其中该第一型半导体层是透明P型半导体，则该第二型半导体层是透明N型半导体，或该第一型半导体层是透明N型半导体，则该第二型半导体层是透明P型半导体。其中该透明P型半导体的材质选自于铜铝氧化物、铜镓氧化物、铜钪氧化物、铜铬氧化物、铜铟氧化物、铜钇氧化物及银铟氧化物的透明导电氧化物的群组组合中任一。其中该透明N型半导体的材质选自于氧化锌、氧化锡、氧化铟锌及氧化铟锡的透明导电氧化物的群组组合中任一。其中更包含一设置于该二氧化钛光触媒层上方的喷水器。与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于本实用新型所揭示的涂布式太阳能电池，包含有内透明基板、第一透明导电层、第一型半导体层、本质型半导体层、第二型半导体层、第二透明导电层、外透明基板以及二氧化钛光触媒层，其中二氧化钛光触媒层是利用涂布方式形成于外透明基板表面，当二氧化钛光触媒层照射光源后，凭借氧化还原反应，可以分解水中杂质及脏污，因此可针对涂布式太阳能电池的外表面予以自动清洁，维持太阳能电池于良好的接收光线条件下运作。再者，二氧化钛光触媒层乃是凭借涂布的方式予以成型，故制程简便易于控制，能够维持涂布的均勻性、品质，且成本低廉、可大面积生产，而可进一步提高产业竞争力。再者，本实用新型也可利用喷水器的增设，凭借喷洒水流使杂质及脏污自动流失， 进一步提高可自动清理的效果。
图1为本实用新型的涂布式太阳能电池的应用例的示意图；图2为本实用新型的涂布式太阳能电池的示意图；图3为本实用新型的涂布式太阳能电池增设有喷水器的实施例示意图。附图标记说明10-涂布式太阳能电池；11-内透明基板；12-第一透明导电层； 13-第一型半导体层；14-本质型半导体层；15-第二型半导体层；16-第二透明导电层； 17-外透明基板；18-二氧化钛光触媒层；70-建筑物；71-屋顶；72-侧墙。
具体实施方式
请参照图1，系绘示本实用新型所提供的实施例的涂布式太阳能电池的应用例的示意图。建筑整合型太阳光电系统(BuildingIntegrated Photovoltaics, BIPV)是结合太阳能发电与建筑物外墙两项功能的双用途产品，由图中所绘示，建筑物70的外围墙板， 诸如屋顶71、或是侧墙72 (包含门窗)等，都可运用本实用新型所提供涂布式太阳能电池 (可用模块方式堆迭或是以阵列方式排列等)予以替代，如此建筑整合型太阳光电系统可有效利用建筑物的表面积，并替代建筑物的外表包覆材料，或是代替屋顶、墙面、窗户的建材，同时可遮阳，降低建筑物外表温度。[0030]请参照图2，是绘示本实用新型所提供的涂布式太阳能电池的示意图。根据本实用新型所揭示的涂布式太阳能电池10，包含有内透明基板11、第一透明导电层12、第一型半导体层13、本质型半导体层14、第二型半导体层15、第二透明导电层16 和外透明基板17，且外透明基板17上方更利用涂布方式形成有二氧化钛光触媒层18。内透明基板11与外透明基板17的材质可为玻璃、石英、透明塑胶、蓝宝石基板或透明可挠性材料等中任一，而第一透明导电层12与第二透明导电层16常见者为铟锡氧化物andium Tin Oxide ;ΙΤ0)、二氧化锡(SnO2)系列、氧化锌(SiO)系列的透明导电膜 (Transparent Conducting Oxide ；TCO)。为了能够接收太阳光而产生电能，在本质型半导体层14两侧上分别涂上二种具不同导电性质的P型半导体及N型半导体(第一型半导体层13、第二型半导体层1 ，当太阳光照射在PN接面，部份电子因而拥有足够的能量，离开原子而变成自由电子，失去电子的原子因而产生电洞。通过P型半导体及N型半导体分别吸引电洞与电子，把正电和负电分开，在PN接面两端因而产生电位差。在导电层接上电路，使电子得以通过，并与在PN接面另一端的电洞再次结合，电路中便产生电流，即可凭借譬如导线将电能予以输出。故，第一型半导体层13与第二型半导体层15可为透明P型半导体与透明N型半导体，换句话说，若第一型半导体层13为透明P型半导体，则第二型半导体层15为透明N 型半导体；另一方面，若是第一型半导体层13为透明N型半导体，则第二型半导体层15是透明P型半导体。其中透明P型半导体的材质可选自于铜铝氧化物、铜镓氧化物、铜钪氧化物、铜铬氧化物、铜铟氧化物、铜钇氧化物及银铟氧化物等的透明导电氧化物中任一，而透明N型半导体的材质可选自于氧化锌、氧化锡、氧化铟锌及氧化铟锡的透明导电氧化物等材质中任一。而二氧化钛光触媒层18设置于最外层，二氧化钛的两种常见的晶体结构，分别为金红石相和锐钛矿相，而锐钛矿相的二氧化钛具有较优良的光触媒活性，故大部分的光触媒研究都着眼于此。当二氧化钛光触媒受到大于二氧化钛能隙宽度的光线照射后，电子会从价带跃迁至导电带，因而产生电子-电洞对，其中电子具还原性，电洞具氧化性，电洞会和二氧化钛表面上的OH-反应生成氧化性很高的OH-自由基，电子则会和氧分子结合形成超氧离子(O2-)，活泼的OH-自由基和超氧离子可以把有机物分解，变为二氧化碳和水，因而达到净化效果。因此，凭借二氧化钛光触媒层18可以把周遭环境中的污染物质分解，还可以利用二氧化钛的超亲水性质，使得表面污垢更容易去除。当有油滴或脏污附着在光触媒表面时， 由于光触媒表面的超亲水性质使油污不易附着，经清水冲洗后，可以使脏污很容易清除。故能达到自动清洗的作用，不仅可使涂布式太阳能电池10表面维持洁净，进而使太阳能转换效率持续维持于较佳状态，更能降低维护建筑整合型太阳光电系统(BIPV)所需的成本。因此，在受到太阳光的照射后，二氧化钛光触媒层18凭借氧化还原反应，会开始分解脏污，在下过雨后，脏污就会随着水一起脱落。另一方面，请参阅图3，为本实用新型的涂布式太阳能电池增设有喷水器的实施例示意图，也可于二氧化钛光触媒层18上方增设有喷水器19，定期提供清洁水来冲洗二氧化钛光触媒层18，以免长期间未下雨而造成脏污难以清洗。并且，根据本实用新型揭示的涂布式太阳能电池，因二氧化钛光触媒层18乃是通过涂布的方式来形成，因此制程条件简单且易于控制，能够维持涂布的均勻性、品质，且成本低廉，而可进一步提高产业竞争力；进而可降低制造建筑整合型太阳光电系统(BIPV)所需的成本，增进其推广性。 以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种涂布式太阳能电池，其特征在于，包含有 一内透明基板；一第一透明导电层，位于该内透明基板上；一第一型半导体层，位于该第一透明导电层上；一本质型半导体层，位于该第一型半导体层上；一第二型半导体层，位于该本质型半导体层上；一第二透明导电层，位于该第二型半导体层上；一外透明基板，位于该第二透明导电层上；及一二氧化钛光触媒层，利用涂布方式形成于该外透明基板表面。
2.根据权利要求1所述的涂布式太阳能电池，其特征在于该内透明基板的材质选自玻璃、石英、透明塑胶、蓝宝石基板及透明可挠性材料中的一种。
3.根据权利要求1所述的涂布式太阳能电池，其特征在于该第一型半导体层是透明 P型半导体，则该第二型半导体层是透明N型半导体，或该第一型半导体层是透明N型半导体，则该第二型半导体层是透明P型半导体。
4.根据权利要求3所述的涂布式太阳能电池，其特征在于该透明P型半导体的材质选自于铜铝氧化物、铜镓氧化物、铜钪氧化物、铜铬氧化物、铜铟氧化物、铜钇氧化物及银铟氧化物的透明导电氧化物中的一种。
5.根据权利要求3所述的涂布式太阳能电池，其特征在于该透明N型半导体的材质选自于氧化锌、氧化锡、氧化铟锌及氧化铟锡的透明导电氧化物中的一种。
6.根据权利要求1所述的涂布式太阳能电池，其特征在于还包含一设置于该二氧化钛光触媒层上方的喷水器。
专利摘要本实用新型提供一种涂布式太阳能电池，乃于内透明基板上依序设有第一透明导电层、第一型半导体层、本质型半导体层、第二型半导体层、第二透明导电层、外透明基板与二氧化钛光触媒层，而且，此二氧化钛光触媒层是利用涂布方式所形成，其制程简便、成本低廉、可大面积生产，再者，此涂布式太阳能电池可作为建筑结构的墙板，当二氧化钛光触媒层照射光源后，凭借氧化还原反应，可以分解水中杂质及脏污，另外，本实用新型也可利用喷水器的增设，凭借喷洒水流使杂质及脏污自动流失，进一步提高可自动清理的效果。
文档编号H01L31/02GK201936893SQ20102063080
公开日2011年8月17日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者刘吉人, 张一熙, 梅长锜 申请人:吉富新能源科技(上海)有限公司