专利名称：封装结构及具有该封装结构的太阳能电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池技术，且特别是涉及一种具有减少电极遮蔽效果(gridline shading)的封装结构及具有此封装结构的太阳能电池。
背景技术：
硅晶太阳能电池的光学损失有三种主要途径:第一种是硅晶片表面反射，目前的解决方式是在正面制作粗糙结构及抗反射膜来降低反射率；第二种是背板反射与吸收，由于硅在长波长的吸收较差，因此长波长的光在铝背板的部份会被吸收及反射。第三种是因为电极遮蔽所导致入射光的损失。这是因为一般硅晶太阳能电池为了能够有效地收集所激发的载流子形成光电流，会在基板正、反两面各自利用银胶以及银铝胶丝网印刷电极来收集载流子。其中正面利用银胶丝网印刷成的指叉电极会遮蔽入射光进入太阳能电池，入射至电极上的光会直接被反射回去或被电极所吸收，仅有少部分的光能因为大角度而被封装材料全反射进入太阳能电池被吸收。为了能够减少电极遮蔽的面积，目前所采用的方式有两种，第一种是改变电极的形状与尺寸，虽然缩小电极的形状与尺寸能够有效减少遮蔽面积，但是必须搭配目前丝网印刷所能印刷的最小线宽。第二种是改变电池的整体架构，将正面电极连接至背面进而使正面完全无电极遮蔽的 问题，如射极穿透式背电极(Emitter Wrap-Through,EWT)太阳能电池、PUM(Pin-Up Module)太阳能电池、交指式背电极(Interdigitated Back Contact, IBC)太阳能电池等。然而这类型的太阳能电池需要复杂的制程，不易大量生产。目前已有美国专利US 4，711，972、US 5，110，370、US 5，228，926等在封装材料与空气的界面上制作光导向的结构，以利用封装材料与空气的折射率差异及其结构形状，使原先会直接入射至电极的入射光，经由折射至未受遮蔽的区域，增加入射光量。然而，上述结构位于封装材料与空气界面，当电池模组放置于室外会有灰尘及脏污的问题，容易使得灰尘沉积在制作结构处，因而降低整体入射光通量。另外，美国专利US 5，076，857与US 5，554，229则是将光导向的结构制作在电池接触面上，以使光产生全反射。然而，这种设计因为与太阳能电池接触，因此可能在电性上会对电池产生影响。
发明内容本发明提供一种封装结构，其具有能将光的行径方向改变的微结构。本发明提供一种太阳能电池，其能减少电极遮蔽效果。本发明提出一种封装结构，包括透明封装块材以及至少一个能改变光方向的结构。所述结构位于透明封装块材内并与透明封装块材的表面相隔一段距离。在本发明的一实施例中，上述能改变光方向的结构包括V形反射结构以及填充在其内的填充材料。在本发明的一实施例中，上述V形反射结构的顶角的半角(half angle) Ψ的范围约为O < Ψ彡60°。在本发明的一实施例中，上述V形反射结构的厚度约大于50微米。在本发明的一实施例中，上述V形反射结构的材料例如由贵重金属、过渡金属与货币金属组成的群组之一或其合金中选择的一种材料。在本发明的一实施例中，上述填充材料例如是由贵重金属、过渡金属与货币金属组成的群组之一或其合金中选择的一种材料。在本发明的一实施例中，上述填充材料例如为乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅氧烷树月旨、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚合物、聚碳酸酯、聚乙烯、硅树脂、碳酸钙、二氧化硅或二氧化钛及其化合物中的一种。在本发明的一实施例中，上述填充材料与透明封装块材的材料可以是相同或者是不同的材料。 在本发明的一实施例中，上述能改变光方向的结构包括光扩散层。在本发明的一实施例中，上述光扩散层的形状包括块状、三角形或半圆形。在本发明的一实施例中，上述光扩散层的原料包括树脂以及扩散粒子。在本发明的一实施例中，上述扩散粒子的材料例如选自聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚合物、聚碳酸酯、聚乙烯、硅树脂、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛及其化合物中的一种材料。在本发明的一实施例中，上述扩散粒子的形状包括圆形或不规则形状。在本发明的一实施例中，上述扩散粒子可为实心粒子或含孔洞(porous)的粒子。在本发明的一实施例中，上述扩散粒子的粒径约介于0.01微米 50微米之间。在本发明的一实施例中，上述扩散粒子与上述树脂的比例约为1/99 99/1，如1/6 3/1。在本发明的一实施例中，上述光扩散层的原料还可包括添加剂，如包含至少一种非离子型分散剂或界面活性剂。在本发明的一实施例中，上述非离子型分散剂包括含氟代脂肪族聚合酯类(fluoroaliphatic polymeric esters)结构的分散剂。在本发明的一实施例中，上述非尚子型分散剂的添加量对上述扩散粒子的总含量的比例约为0.005%至15%。在本发明的一实施例中，上述透明封装块材的材料例如选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅氧烷树脂及其化合物中的一种。本发明另提出一种太阳能电池，具有以上的封装结构。这种太阳能电池还有光电转换基材、至少一个下电极以及数个上电极。下电极是位于光电转换基材的背面，而上电极则是分别位于光电转换基材的正面，其中上述封装结构覆盖光电转换基材的正面与上电极，且封装结构内的所述能改变光方向的结构是位于每一个上电极的正上方并与其相隔一段设定距离。在本发明的另一实施例中，上述能改变光方向的结构包括V形反射结构时，上述设定距离约小于
权利要求
1.一种封装结构，其特征在于所述结构包括: 透明封装块材；以及 至少一个能改变光方向的结构，位于该透明封装块材内并与该透明封装块材的表面相隔第一距离。
2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于该至少一个能改变光方向的结构包括: V形反射结构；以及 填充材料，填充在该V形反射结构内。
3.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于该V形反射结构的顶角的半角Ψ范围为O < Ψ ≤ 60°。
4.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于该V形反射结构的厚度大于50微米。
5.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于该V形反射结构的材料是由贵重金属、过渡金属与货币金属组成的群组之一或其合金中选择的一种材料。
6.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于该填充材料是由贵重金属、过渡金属与货币金属组成的群组之一或其合金中选择的一种材料；或乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅氧烷树脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚合物、聚碳酸酯、聚乙烯、硅树脂、碳酸钙、二氧化硅或二氧化钛及其化合物中的一种。
7.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于该填充材料与该透明封装块材的材料是相同或不同的材料。
8.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于该至少一个能改变光方向的结构包括光扩散层。
9.如权利要求8所述的封装结构，其特征在于该光扩散层的形状包括块状、三角形或半圆形。
10.如权利要求8所述的封装结构，其特征在于该光扩散层的原料包括树脂以及扩散粒子。
11.如权利要求10所述的封装结构，其特征在于该扩散粒子的材料是选自聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚合物、聚碳酸酯、聚乙烯、硅树脂、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛及其化合物中的一种材料。
12.如权利要求10所述的封装结构，其特征在于该扩散粒子的形状包括圆形或不规则形状。
13.如权利要求10所述的封装结构，其特征在于该扩散粒子包括实心或含有孔洞的粒子。
14.如权利要求10所述的封装结构，其特征在于该扩散粒子的粒径为0.01微米 50微米。
15.如权利要求10所述的封装结构，其特征在于该扩散粒子与该树脂的比例为1/99 99/1。
16.如权利要求15所述的封装结构，其特征在于该扩散粒子与该树脂的比例为1/6 3/1。
17.如权利要求10所述的封装结构，其特征在于该光扩散层的原料还包括添加剂。
18.如权利要求17所述的封装结构，其特征在于该添加剂是包含至少一种非离子型分散剂或界面活性剂。
19.如权利要求18所述的封装结构，其特征在于该非离子型分散剂包括含氟代脂肪族聚合酯类结构的分散剂。
20.如权利要求18所述的封装结构，其特征在于该非离子型分散剂的添加量对该扩散粒子的总含量的比例为0.005%至15%。
21.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于该透明封装块材的材料是选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅氧烷树脂及其化合物中的一种。
22.—种太阳能电池，其特征在于具有如权利要求1 21中任一项所述的封装结构，该太阳能电池还包括: 光电转换基材； 至少一个下电极，位于该光电转换基材的背面；以及 多个上电极，位于该光电转换基材的正面，其中 该封装结构覆盖该光电转换基材的正面与这些上电极，且该封装结构内的该至少一个能改变光方向的结构位于每一个上电极的正上方并与其相隔第二距离。
23.如权利要求22所述的太阳能电池，其特征在于该至少一个能改变光方向的结构包括V形反射结构时，该第二距离小于
24.如权利要求23所述的太阳能电池，其特征在于该V形反射结构的顶角的半角Ψ的范围为O < Ψ彡60。。
25.如权利要求23所述的太阳能电池，其特征在于该V形反射结构的底边的宽度至少与每一个上电极的宽度相等。
26.如权利要求23所述的太阳能电池，其特征在于该封装结构的厚度至少大于该第二距离、该V形反射结构的高度与每一个上电极的厚度的总和。
27.如权利要求23所述的太阳能电池，其特征在于该至少一个能改变光方向的结构包括光扩散层时，该第二距离的范围为O < T3 < (T1-D2-D3)， 其中T3为该第二距离，D2为每一个上电极的厚度，D3为该光扩散层的高度。
28.如权利要求27所述的太阳能电池，其特征在于该光扩散层的底边宽度至少与每一个上电极的宽度相等。
29.如权利要求27所述的太阳能电池，其特征在于该封装结构的厚度至少大于该第二距离、该光扩散层的高度与每一个上电极的厚度的总和。
30.如权利要求22所述的太阳能电池，其特征在于该光电转换基材的材料选自单晶硅、多晶硅、非晶硅、碲化镉、铜铟硒、铜铟镓硒、锗、II1-V族铝铟砷镓半导体组合、高分子太阳电池的有源层材料及其组合中的一种。
31.如权利要求22所述的太阳能电池，其特征在于所述下电极的材料选自金、银、铜、铝及其合金中的一种；或是氧化锡、氧化铟锡、氧化铟锌、氧化镍或导电胶。
32.如权利要求22所述的太阳能电池，其特征在于所述上电极的材料选自金、银、铜、铝及其合金中的一种； 或是氧化锡、氧化铟锡、氧化铟锌、氧化镍或导电胶。
全文摘要
一种封装结构及具有此封装结构的太阳能电池。这种封装结构包括透明封装块材以及至少一个能改变光方向的结构。所述结构位于透明封装块材内并与透明封装块材的表面相隔一段距离。当上述封装结构用于太阳能电池时，能减少电极遮蔽效果(gridline shading)。
文档编号H01L31/052GK103165711SQ20121002605
公开日2013年6月19日 申请日期2012年2月7日 优先权日2011年12月14日
发明者郑琮达, 朱仁佑, 陈怡萍, 陈品诚 申请人:财团法人工业技术研究院