[发明专利]具有光收集效果电极结构的光伏元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏元件的电极结构，特别是涉及一种具有光收集效果 的太阳电池电极结构。

背景技术

太阳电池是光伏元件中最基本的元件，一般太阳电池为了达到更高的转 换效率，有以下的几个方法可以达成。一为提高太阳电池内部的光电转换效 率；二为增加光的入射量(如：聚光或表面粗化)；三为降低串联电阻(如：采 用较低电阻的电极设计)。其中较低电阻的电极设计包含电极材料的选择(如： 降低金属与半导体的接触电阻)和调整电极分布。

图1为已知太阳电池结构与电阻关系的示意图。如图1所示，已知太阳 电池结构包含锗(Ge)基板1，第一隧穿层2位于锗基板1之上，砷化镓铟 (GaInAs)层3位于第一隧穿层2之上，第二隧穿层4位于砷化镓铟层3之上， 磷化镓铟(GaInP)层5位于第二隧穿层4之上，上电极6位于磷化镓铟层5 之上，及下电极7位于锗基板1之下。整个电池的串联电阻为各层所产生电 阻值的总和，至少包括上电极电阻(a)、接触电阻(b)、横向电阻(c)、磷化镓 铟层电阻(d)、第二隧穿层电阻(e)、砷化镓铟层电阻(f)、第一隧穿层电阻(g) 及锗基板电阻(h)。其中，和上电极有关的电阻有三种，即上电极电阻(upper electrode resistance)a、接触电阻(contact resistance)b、及横向电阻(lateral resistance)c。

从先前文献得知：缩小两电极间的间距可以降低电流横向电阻c。但一 般的太阳电池电极剖面为四边型，故缩小两电极间的间距或增加电极的宽度 时会减少光的入射量，使得太阳电池效能无法提高。

发明内容

本发明通过改变太阳电池电极的剖面形状及数量调整两电极间的间距 与电极的宽度，以达到较低的串联电阻，且不会减少太阳光的入射量。

本发明通过改变太阳电池电极的剖面形状及数量，在改变太阳光入射角 度时将太阳光导入太阳电池电极下方的电池，以增加电池利用率。且加大太 阳光入射角度时，可以减少入射光的反射率。

在本发明实施例中，光伏元件包括：生长基板；III-V族化合物所形成 的半导体结构位于该生长基板之上，该半导体结构具有第一表面；以及多个 电极，位于该第一表面上，其中任一该多个电极具有至少一平面及一剖面， 该平面可改变光入射角度，并与该第一表面间具有夹角θ，其中30°＜θ＜90°； 该多个电极的剖面彼此分隔开。

在本发明实施例中，该多个电极上还可包括抗反射层或分布布拉格反射 (DBR)结构。

在本发明实施例中，该多个电极剖面形状不为正方形或长方形。

在本发明实施例中，该平面为曲面或斜面。

在本发明实施例中，该多个电极剖面的上表面与下表面不相等；其形状 为三角形、圆弧形或梯形。

在本发明实施例中，该多个电极需为反射率大于50％的材料所组成。

附图说明

图1描述已知太阳电池结构与电阻关系的示意图。

图2为本发明实施例的多结太阳电池100结构图。

图3A和图3B描述本发明以相同电极体积为例，计算等效遮光面积的 示意图。

附图标记说明

1：锗基板            2：第一隧穿层

3：砷化镓铟层        4：第二隧穿层

5：磷化镓铟层        6：上电极

7：下电极            a：上电极电阻

b：接触电阻          c：横向电阻

d：磷化镓铟层电阻    e：第二隧穿层电阻

f：砷化镓铟层电阻    g：第一隧穿层电阻

h：锗基板电阻        D：两正方形电极的间距

P：第一上电极        Q：第四上电极

11：第一电池             12：第一隧穿结

13：第二电池             14：第二隧穿结

15：第三电池             100：多结太阳电池

110：下电极              111：第一基层

112：第一射层            113：第一窗户层

120：欧姆接触层          121：高掺杂n型杂质浓度层