彩色太陽能電池和含有所述電池的太陽能面板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可同時保有高轉(zhuǎn)換效率并產(chǎn)生視覺上令人滿意的色彩的彩色太 陽能電池、包含所述電池的面板，以及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石化能源日趨殆盡和其伴隨的環(huán)境問題，尋找有效替代能源已為當(dāng)務(wù)之急。 其中，利用將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池是目前具潛力的替代能源方案之一。太陽 能電池是利用光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，所述裝置還常稱為光伏打電池。結(jié)晶硅 太陽能電池是現(xiàn)今廣泛使用的太陽能電池之一，其設(shè)計是在其入光面上形成p/n接面，并 在所述接面上再形成一層抗反射層，以降低光子的反射量。為了降低反射率并提高整體轉(zhuǎn) 換效率，結(jié)晶硅太陽能電池或太陽能面板的外觀通常受限于單調(diào)的藍(lán)色。然而，在各國政 府推廣在建筑物的屋頂或外墻安裝太陽能電池或面板之際，為同時兼顧美觀和電池轉(zhuǎn)換效 率，須開發(fā)具有不同顏色的太陽能電池或面板作為建筑設(shè)計或環(huán)境顏色的搭配。
[0003] 日本特許公開號JP 2003197937 A已揭示可透過于太陽能電池表面的抗反射層上 設(shè)置另一抗反射層，并調(diào)變其厚度與折射率，使太陽能電池產(chǎn)生不同的反射光譜進(jìn)而展現(xiàn) 多樣化色彩。然而，太陽能電池所顯現(xiàn)的色彩，極易受到抗反射層的折射率與厚度組合的影 響，并且其材料選擇與厚度組合眾多，不僅實施復(fù)雜，測試耗時，并且其所選擇的材料組合 會對太陽能電池轉(zhuǎn)換效率造成直接性的影響?，F(xiàn)有技術(shù)往往為達(dá)到不同于藍(lán)色的外觀，而 犧牲性地降低太陽能電池原有的轉(zhuǎn)換效率，因此往往無法順利進(jìn)行商業(yè)化量產(chǎn)。再者，當(dāng)將 彩色太陽能電池封裝成面板進(jìn)行實際應(yīng)用時，面板顯現(xiàn)的顏色還會再次受到封裝于其上的 保護層的影響，多難以得到如所預(yù)期或視覺上令人滿意的色彩。
[0004] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的是提供一種可同時保有高轉(zhuǎn)換效率和視 覺上令人滿意的色彩，并且方便生產(chǎn)的彩色太陽能電池和包含所述電池的面板，以使太陽 能電池能普及地被使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了達(dá)到前述目的，本發(fā)明提供一種彩色太陽能電池，其包含：光電轉(zhuǎn)換襯底；至 少一層抗反射層，其形成于所述光電轉(zhuǎn)換襯底上；兩個或兩個以上透明無機介電質(zhì)層，其形 成于所述抗反射層上，并包含至少一層由鈦的氧化物所構(gòu)成的透明無機介電質(zhì)層。
[0006] 本發(fā)明的另一方面是提供一種太陽能電池面板，其包含根據(jù)本發(fā)明的彩色太陽能 電池所組成的電池模塊；位于所述電池模塊上的保護層；和位于所述保護層上的透明玻璃 板。
【附圖說明】
[0007] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的彩色太陽能電池的剖面圖。
[0008] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的彩色太陽能電池的剖面圖。
[0009] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的彩色太陽能電池的剖面圖。
[0010] 圖4(a)是根據(jù)本發(fā)明的紅色太陽能電池在每一種波長下的反射率。
[0011] 圖4(b)是根據(jù)本發(fā)明的紅色太陽能電池在每一種波長下的反射率。
[0012] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的綠色太陽能電池在每一種波長下的反射率。
[0013] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的紫色太陽能電池在每一種波長下的反射率。
[0014] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的紅色太陽能電池在每一種波長下的反射率。
【具體實施方式】
[0015] 本文中所使用術(shù)語"約"意指包含如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員所測定的特定值的可接 受誤差，其部分地取決于如何測量或測定所述值。
[0016] 目前廣泛使用的結(jié)晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)主要包含：（1)光電轉(zhuǎn)換襯底；和（2)形成 于所述光電轉(zhuǎn)換襯底上的抗反射層，其中，所述光電轉(zhuǎn)換襯底包含經(jīng)η型與p型電荷載體摻 雜的半導(dǎo)體材料，所述半導(dǎo)體材料可為多晶硅材料或單晶硅材料，所述半導(dǎo)體材料經(jīng)η型 與P型電荷載體摻雜后彼此接觸形成具有ρ/η接面的光電轉(zhuǎn)換襯底；所述抗反射層可為硅 的氮化物（SiN x)所構(gòu)成的薄膜。
[0017] 本發(fā)明的彩色太陽能電池包含：光電轉(zhuǎn)換襯底；形成于所述光電轉(zhuǎn)換襯底上的至 少一層的抗反射層；和形成于所述抗反射層上的兩個或兩個以上透明無機介電質(zhì)層，其中 所述透明無機介電質(zhì)層中至少一層由鈦的氧化物所構(gòu)成。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，本發(fā)明提供一種彩色太陽能電池，其包含：光電轉(zhuǎn) 換襯底；至少一層抗反射層，其形成于所述光電轉(zhuǎn)換襯底上；和兩層透明無機介電質(zhì)層，其 形成于所述抗反射層上，其中所述兩層透明無機介電質(zhì)層中的一層是包含鈦的氧化物的第 一透明無機介電質(zhì)層并且另一層是第二透明無機介電質(zhì)層。
[0019] 如所附圖1所示根據(jù)本發(fā)明的彩色太陽能電池的剖面圖，其即包含：光電轉(zhuǎn)換襯 底（S);抗反射層（AR)，其形成于所述光電轉(zhuǎn)換襯底上；包含由鈦的氧化物所構(gòu)成的第一透 明無機介電質(zhì)層（11)和第二透明無機介電質(zhì)層（12)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施例，本發(fā)明的彩色太陽能電池包含：光電轉(zhuǎn)換襯底； 至少一層抗反射層，其形成于所述光電轉(zhuǎn)換襯底上；和至少三層透明無機介電質(zhì)層，其形成 于所述抗反射層上，并包含至少一層由鈦的氧化物所構(gòu)成的第一透明無機介電質(zhì)層、至少 一層第三透明無機介電質(zhì)層和至少一層第四透明無機介電質(zhì)層，并且所述第一透明無機介 電質(zhì)層介于所述第三透明無機介電質(zhì)層與所述第四透明無機介電質(zhì)層之間。
[0021] 如所附圖2所示根據(jù)本發(fā)明的彩色太陽能電池的剖面圖，其即包含：光電轉(zhuǎn)換襯 底（S);抗反射層（AR)，其形成于所述光電轉(zhuǎn)換襯底上；和三層透明無機介電質(zhì)層，其形成 于所述抗反射層上，所述透明無機介電層包含由鈦的氧化物所構(gòu)成的第一透明無機介電質(zhì) 層（11)、第三透明無機介電質(zhì)層（13)和第四透明無機介電質(zhì)層（14)，并且所述第一透明無 機介電質(zhì)層（11)介于所述第三透明無機介電質(zhì)層（13)與所述第四透明無機介電質(zhì)層（14) 之間。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的又另一個具體實施例，如圖3所示，本發(fā)明的彩色太陽能電池包含： 光電轉(zhuǎn)換襯底（S);抗反射層（AR)，其形成于所述光電轉(zhuǎn)換襯底上；和形成于所述抗反射層 上的多層透明無機介電質(zhì)層，所述多層透明無機介電層包括兩層由鈦的氧化物所構(gòu)成的第 一透明無機介電質(zhì)層（11)、一層第三透明無機介電質(zhì)層（13)，其介于所述兩層第一透明無 機介電質(zhì)層（11)之間，和兩層包含不同透明無機介電質(zhì)的第四透明無機介電質(zhì)層（141和 142)，其中所述兩層第一透明無機介電質(zhì)層分別介于所述第三透明無機介電質(zhì)層與所述個 別第四透明無機介電質(zhì)層之間。
[0023] 適用于本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換襯底，是本領(lǐng)域中所知可用于太陽能電池的任何合適的 襯底，其可包括經(jīng)η型和p型摻雜的多晶硅襯底或單晶硅襯底的半導(dǎo)體材料。
[0024] 適用于本發(fā)明作為抗反射層的材料，也是本領(lǐng)域中所知可用于太陽能電池的任何 合適的材料，包括由SiN x所形成的單層SiN χ薄膜，或包含兩層氮與硅元素比例不同的SiN χ 薄膜。所述薄膜總合共具有約60nm到約IOOnm的厚度。
[0025] 本發(fā)明的第一透明無機介電質(zhì)層是由鈦的氧化物所構(gòu)成者，其具有介于約2. 2到 約2. 6之間的折射率，和介于約50nm到約IOOnm之間的厚度。
[0026] 本發(fā)明的第二透明無機介電層是由具有介于約1. 5到約2. 0之間的折射率的透明 無機介電質(zhì)所組成，其厚度介于約Inm到約200nm之間，優(yōu)選介于約IOOnm到150nm之間。 所述第二透明無機介電質(zhì)選自由經(jīng)鋁摻雜的鈦的氧化物、氧化銦錫、鋅的氧化物和硅的氮 化物所組成的群組。
[0027] 本發(fā)明的第三和第四透明無機介電層是由具有折射率約1. 5到2. 0的透明無機介 電質(zhì)所組成，其厚度介于約Inm到200nm之間，其中優(yōu)選介于約30n