JP2013055310A

JP2013055310A - 太陽電池

Info

Publication number: JP2013055310A
Application number: JP2011240105A
Authority: JP
Inventors: Keibu Ko; 桂武黄; Ming-Chin Kuo; 明錦郭; Kuei-Wu Huang; ▲彦▼凱邱; Ching-Tang Tsai; 錦堂蔡; Tien-Szu Chen; 添賜陳
Original assignee: Gintech Energy Corp
Current assignee: Gintech Energy Corp
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2013-03-21
Also published as: EP2565932A1; CN102969385A; TWI431790B; US20130056055A1; TW201312780A

Abstract

【課題】光電変換層と、反射防止層と、複数の導電通路と、を備える太陽電池である。
【解決手段】反射防止層は、光電変換層に位置する。導電通路は、光電変換層に電気的に接続されるように反射防止層に形成され、その材質として導電性ペーストと、その外観色を反射防止層の色と同じにするための着色料と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池に関するものである。

太陽電池又は光電池は、日光の光エネルギーを光電変換機構によって電気エネルギーに変換するものである。近年、環境保護のグローバル化の波で、太陽電池による電力供給は大いに期待され、すでに進んで研究開発されており、幅広く商業化されることができるように望まれている。装飾の要求又は視覚的美観の要素に基づいて、太陽電池は異なる外観色を要する場合があり、例として、太陽電池が建物の屋根又は外壁に適用される場合には、建築設計の美観性を考慮すると、建物又は周囲の環境の色と一体化して取り合わせる必要がある。

しかしながら、従来の太陽電池の対光面には、ほとんど導電通路が設計されるし、普通の導電通路（銀ペースト含有であれば）の大部分は、外観が銀色に近似している。そのため、太陽電池の対光面の外観から、導電通路の色と他の部分（例えば、反射防止層）との差異が大きいことは明確に見える。装飾の要求又は視覚的美観の要素に基づいて、導電通路が周囲の他の反射防止層の色と取り合わせることができなければ、反射防止層におけるパターン又は色の設計がどんなに精良であっても、視覚上の欠陥又は不細工をきたしてしまうことがある。

そのため、本発明の一目的は、改良された太陽電池を提供することにある。

本発明の前記目的によると、光電変換層と、反射防止層と、複数の導電通路と、を備える太陽電池を提供する。反射防止層は、光電変換層に位置する。前記導電通路は、光電変換層に電気的に接続されるように反射防止層に形成され、その材質として導電性ペーストと、その外観色を反射防止層の色と同じにするための着色料と、を含む。

本発明のもう１つの実施例によると、導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機ビヒクルと、を含む。

本発明のもう１つの実施例によると、着色料は、有機着色料、無機着色料、化学合成着色料又はそれらの任意の組み合わせを含む。

本発明のもう１つの実施例によると、有機着色料は、モノアゾ、ジアゾ、アントラキノン類、インジゴ又はフタロシアニンを含む。

本発明のもう１つの実施例によると、無機着色料は、チタン含有二酸化チタン、酸化鉄含有黄土、銅含有クジャク石、酸化第二鉄、酸化亜鉛又は酸化マンガンを含む。

本発明の前記目的によると、光電変換層と、反射防止層と、複数の導電通路と、を備える太陽電池を提供する。反射防止層は、光電変換層に位置し、複数の異色ブロックを含む。前記導電通路は、光電変換層に電気的に接続されるように反射防止層に形成され、その材質としてそれぞれが導電性ペーストと、その外観色をその周囲における対応のブロックの色と同じにするための着色料と、を含む。

前記から分かるように、対光面（又は、受光面）の導電通路の材質に着色料が添加された本発明の改良された太陽電池を適用すれば、太陽電池の対光面の外観色を全体的に一致にしたり、導電通路の色をその周囲の色と取り合わせたりし、更に、導電通路の外観色が視覚上の欠陥又は不細工をきたさないようにし、太陽電池の外観パターンの設計に可変の柔軟性を更に持たせることができる。

下記の図面の説明は、本発明の前記又はその他の目的、特徴、利点及び実施例をより分りやすくするためのものである。
本発明の一実施例による太陽電池を示す上面図である。図１の２−２’断面線に沿った断面を示す図である。本発明のもう１つの実施例による太陽電池を示す上面図である。

本発明の一実施例による太陽電池を示す上面図である図１と、図１の２−２’断面線に沿った断面を示す図である図２をともに参照する。太陽電池１００は、少なくとも、日光を光電気に変換するための光電変換層を備える。本実施例において、光電変換層は、Ｎ型半導体層１０４がＰ型半導体基材１０６に形成されることによって構成されるし、その間にＰ−Ｎ接合面が形成されるため、Ｐ−Ｎ接合面に電場が形成される。そのため、光線がそこに照射すると、電場が形成されたところに、正電荷キャリア（ｐｏｓｉｔｉｖｅｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓ）と負電荷キャリア（ｎｅｇａｔｉｖｅｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓ）が発生するので、電流が発生してＰ−Ｎ接合面を流れる。これを光電変換機構という。

Ｎ型半導体層１０４及びＰ型半導体基材１０６の対光側に、電池セルの表面の反射による光の損失（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｌｏｓｓ）を低下させるための反射防止層１０１が形成される。反射防止層１０１は、窒化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎｎｉｔｒｉｄｅ）又は酸化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎｏｘｉｄｅ）という材質によって構成されてよく、その形成方法として、蒸着法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、スパッタ法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、印刷法（ｐｒｉｎｔｓｃｒｅｅｎ）、化学気相堆積法（ＣＶＤ）又は当業者に熟知される他の方式であってよい。同時に、太陽電池１００の色も、反射防止層１０１の厚さに左右される。なお、Ｎ型半導体層１０４及びＰ型半導体基材１０６の背光側に、光電変換層の発生した電流を出力するための導電通路１０８が形成されてもよい。複数の導電通路（１０２ａ、１０２ｂ）は、Ｎ型半導体層１０４に電気的に接続されるように反射防止層１０１に形成される。光電変換層の発生した電気エネルギーは、断面積の狭い導電通路１０２ｂによって断面積の広い導電通路１０２ａに転送されて集った後に、外部に使用されるように出力される。導電通路（１０２ａ、１０２ｂ）の材質は、導電性ペーストと、その外観色を反射防止層１０１の色と同じにし、外観色が全体的に一致である太陽電池を形成して、視覚上の美観性を増加させるための着色料と、を含む。例として、反射防止層１０１が青である場合、導電通路にも着色料を加えてその外観を青にする。

前記図２に係る太陽電池の断面図は、本願に関する構造だけを示すが、太陽電池の他の従来の構造（例えば、パッケージ、水密等の設計）は、当業者なら誰でも、その要求によって設計できるため、本願では詳しく説明しないものにする。

本実施例において、導電性ペーストは、銀粉末（ｓｉｌｖｅｒ）、ガラス粉末（ｇｌａｓｓｆｒｉｔ）、有機ビヒクル（ｏｒｇａｎｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓ）等の材料を含むが、これに限定されない。着色料の種類としては、有機着色料、無機着色料、化学合成着色料、又はそれらを任意に組み合わせた着色料であってよい。有機着色料は、モノアゾ（Ｍｏｎａｚｏ）、ジアゾ（Ｄｉａｚｏ）、アントラキノン類（Ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ）、インジゴ（Ｉｎｄｉｇｏｉｄ）又はフタロシアニン（フタロシアニン染料）（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）等であってよい。無機着色料（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ）は、チタン含有二酸化チタン、酸化鉄含有黄土、銅含有クジャク石、酸化第二鉄、酸化亜鉛又は酸化マンガン等であってよい。

本発明のもう１つの実施例による太陽電池を示す上面図である図３を参照する。図３の太陽電池１００’と図１の太陽電池１００との差異は、太陽電池１００’が複数の異色ブロックを有する。本実施例において、太陽電池１００’は、分界線（１１０ａ、１１０ｂ）を境界線として、反射防止層１０１をブロック（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ）等の３つの異色ブロックに分ける。

ブロック１１２ａ内において、適当な着色料を導電通路（１０２ａ、１０２ｂ）の材質に加えて、その外観色をその周囲における対応のブロック１１２ａの色と同じにする。

ブロック１１２ｂ内において、適当な着色料を導電通路（１０２ａ、１０２ｂ）の材質に加えて、その外観色をその周囲における対応のブロック１１２ｂの色と同じにする。

ブロック１１２ｃ内において、適当な着色料を導電通路（１０２ａ、１０２ｂ）の材質に加えて、その外観色をその周囲における対応のブロック１１２ｃの色と同じにする。

前記太陽電池１００’の異色ブロックの設計は、例示だけであるが、当業者なら誰でも、その要求によって太陽電池１００’を、複数の異色ブロックを有する他の太陽電池への適用に修正することによって、太陽電池の外観パターンの設計に可変の柔軟性を更に持たせることができる。

本実施例において、導電通路の導電性ペーストは、銀粉末（ｓｉｌｖｅｒ）、ガラス粉末（ｇｌａｓｓｆｒｉｔ）、有機ビヒクル（ｏｒｇａｎｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓ）等の材料を含むが、これに限定されない。着色料の種類は、有機着色料、無機着色料、化学合成着色料又はそれらの任意の組み合わせによる着色料であってよい。有機着色料は、モノアゾ（Ｍｏｎａｚｏ）、ジアゾ（Ｄｉａｚｏ）、アントラキノン類（Ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ）、インジゴ（Ｉｎｄｉｇｏｉｄ）又はフタロシアニン（フタロシアニン染料）（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）等であってよい。無機着色料（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ）は、チタン含有二酸化チタン、酸化鉄含有黄土、銅含有クジャク石、酸化第二鉄、酸化亜鉛又は酸化マンガン等であってよい。

前記本発明の実施形態から分かるように、対光面（又は、受光面）の導電通路の材質に着色料が添加された本発明の改良された太陽電池を適用すれば、太陽電池の対光面の外観色を全体的に一致にしたり、導電通路の色をその周囲の色と取り合わせたりし、更に、導電通路の外観色が視覚上の欠陥又は不細工をきたさないようにし、太陽電池の外観パターンの設計に可変の柔軟性を更に持たせることができる。

本発明を実施形態により上記のように開示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、当業者ならだれでも、多様な変動や修飾を加えることができ、従って、本発明の保護範囲は、後の請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１００、１００’ 太陽電池、１０１反射防止層、１０２ａ、１０２ｂ、１０８導電通路、１０４Ｎ型半導体層、１０６Ｐ型半導体基材、１１０ａ、１１０ｂ分界線、１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃブロック、２−２’ 断面線

Claims

光電変換層と、
前記光電変換層に位置する反射防止層と、
前記光電変換層に電気的に接続されるように前記反射防止層に形成され、その材質として導電性ペーストと、その外観色を前記反射防止層の色と同じにするための着色料と、を含む複数の導電通路と、
を備える太陽電池。
前記導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機ビヒクルとを含む請求項１に記載の太陽電池。
前記着色料は、有機着色料、無機着色料、化学合成着色料又はそれらの任意の組み合わせを含む請求項１に記載の太陽電池。
前記有機着色料は、モノアゾ、ジアゾ、アントラキノン類、インジゴ又はフタロシアニンを含む請求項３に記載の太陽電池。
前記無機着色料は、チタン含有二酸化チタン、酸化鉄含有黄土、銅含有クジャク石、酸化第二鉄、酸化亜鉛又は酸化マンガンを含む請求項３に記載の太陽電池。
光電変換層と、
前記光電変換層に位置し、複数の異色ブロックを含む反射防止層と、
前記光電変換層に電気的に接続されるように前記反射防止層に形成され、その材質としてそれぞれが導電性ペーストと、その外観色をその周囲における対応の前記ブロックの色と同じにするための着色料と、を含む複数の導電通路と、
を備える太陽電池。
前記導電性ペーストは、銀粉末と、ガラス粉末と、有機ビヒクルとを更に含む請求項６に記載の太陽電池。
前記着色料は、有機着色料、無機着色料、化学合成着色料又はそれらの任意の組み合わせを含む請求項６に記載の太陽電池。
前記有機着色料は、モノアゾ、ジアゾ、アントラキノン類、インジゴ又はフタロシアニンを含む請求項８に記載の太陽電池。
前記無機着色料は、チタン含有二酸化チタン、酸化鉄含有黄土、銅含有クジャク石、酸化第二鉄、酸化亜鉛又は酸化マンガンを含む請求項８に記載の太陽電池。