[发明专利]聚光型光电电池

说明书

技术领域

本发明涉及一聚光型光电电池，尤其是涉及一包含一半导体叠层的聚光型光电电池。

背景技术

由于石化能源短缺，且世界各国对环保重要性的认知提高，因此近年来替代能源与再生能源的相关技术不断地发展，其中光电电池(photovoltaic cell)最受瞩目。光电电池可直接将太阳能转换成电能，尤其当日照量越大及模块聚光率越高时，光电电池单位面积的发电量越高，发电成本越便宜。

光电电池由不同材料制成时，具有不同的转换效率，例如硅材料光电电池为12％～20％，III-V族材料光电电池则为31％～41％。III-V族材料因可吸收太阳光谱中300～1900nm波长的能量，相较于一般硅材料仅能吸收太阳光谱中400～1100nm波长的能量，III-V族材料光电电池转换效率大幅提升。

聚光型光电电池的发电方式主要是利用光学透镜将太阳光聚集在III-V族材料光电电池上，除了可提高光电电池的发电效率，还有节省经济成本的效益。以4吋晶片的Ⅲ-Ⅴ族材料光电电池为例，如不使用聚光方式，在一个太阳(one sun)下可产生2.4W电力，若使用聚光型发电方式，在500个太阳下，4吋晶片的Ⅲ-Ⅴ族材料光电电池约可产生650W电力。在此，光学透镜的聚光倍率是用一个太阳强度的倍数来表示，以500个太阳为例，指的是在相同的光电电池受光面积下，光电电池接受到的太阳光强度是不使用聚光方式(正常强度)的500倍。

图1所示是现有的一聚光模块1，包含一第一光学聚光器13、一第二光学聚光器11及一光电电池10。图2A所示是现有光电电池10的上视图，包含多条汇流排(总线)电极102及多条电极栅线103位于一上表面101上。图2B所示是多条电极栅线103的部分放大图，每一条电极栅线103的宽度w相同，且多条电极电极栅线103之间的间距s相同。第一条电极栅线103a与第二条电极栅线103b之间的周期距d为宽度w与间距s的总和，如图2B所示，多条电极栅线103之间的周期距d相同。

第一光学聚光器13及第二光学聚光器11能将一太阳光线12以高倍率聚焦于光电电池10的上表面101上，达到高的光电转换效率及得到高的电能输出，降低发电成本。

但是现行的聚光模块1有聚光不均匀的现象，使得太阳光线12入射到光电电池10的上表面101上时，因太阳光线12在上表面101上的强度分布不一致，导致光电电池10阻值偏高，降低光电电池10整体的发电效率。图3是现有的光电电池10在聚光模块1下的聚光情形。如图3所示，以边长5mm×5mm的光电电池10为例，光电电池10接收来自聚光模块1的太阳光线12，在离光电电池10上表面101的中心半径1mm内，第一光学聚光器13及第二光学聚光器11能聚集强度1000倍以上的太阳光线12于光电电池10上，而在离光电电池10上表面101的中心半径1mm以外，第一光学聚光器13及第二光学聚光器11聚集到光电电池10上的太阳光线12的强度骤降到200倍以下。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种聚光型光电电池，其包含一半导体叠层，具有一上表面与一相对于上表面的下表面，其中上表面用以吸收一光线，光线在上表面具有一光强度分布；以及一上电极位于半导体叠层的上表面上，具有一电极图案，大致对应于光强度分布，其中光强度分布包含一高聚光区，具有一第一光强度，与一低聚光区，具有一第二光强度，其中第二光强度低于第一光强度。

附图说明

图1是现有的一聚光模块；

图2A是现有一光电电池的上视图；

图2B是现有光电电池的部分上视图；

图3是现有的光电电池在聚光模块下的聚光情形；

图4是依据本发明一实施例的一聚光型光电电池的剖视图；

图5是依据本发明第一实施例的一聚光型光电电池的上视图；

图6是依据本发明第一实施例的一聚光型光电电池的部分上视图；

图7是依据本发明第二实施例的一聚光型光电电池的上视图；

图8是依据本发明第二实施例的一聚光型光电电池的部分上视图；

图9是依据本发明第三实施例的一聚光型光电电池的上视图；

图10是依据本发明第三实施例的一聚光型光电电池的部分上视图；

图11是依据本发明第四实施例的一聚光型光电电池的上视图；

图12是依据本发明第四实施例的一聚光型光电电池的部分上视图；

图13是依据本发明第五实施例的一聚光型光电电池的上视图；