太陽能電池模塊與其形成方法
【技術領域】
[0001] 本發明是關于太陽能電池模塊，更特別包含其等離體子（Plasmon)共振結構與其 形成方法。
【背景技術】
[0002] 太陽能電池可將太陽光轉換成電力，進而提供無窮無盡的能源。現今W娃為基底 的太陽能電池W單晶娃和多晶娃為主。與結晶性娃太陽能電池相比之下，非晶娃薄膜太陽 能電池的成本可降低至2到5倍，但非晶娃在能隙附近對于光的吸收效率并不好，所W如何 提升其轉換效率便成為重要議題。此外，隨著娃忍片越來越薄（2013年180 ym，預估2023 年降至100 y m)，每減少5 y m的厚度，采用此娃忍片的太陽能電池的短路電流Jsc則隨之下 降0. 02A(效率降低0. 05% )。換言之，娃忍片的厚度越薄，采用其的太陽電池的轉換效率 越低。綜上所述，目前亟需開發可提升太陽能電池的轉換效率的材料與制程技術。
【發明內容】
[0003] 本發明一實施例提供的太陽能電池模塊，包括：太陽能電池裝置，W及等離體子 (Plasmon)共振結構，位于太陽能電池裝置之上或之中，其中等離體子共振結構包括多個平 直金屬線互相平行。
[0004] 本發明一實施例提供的太陽能電池模塊的形成方法，包括：提供太陽能電池裝置； W及形成等離體子共振結構于太陽能電池裝置之上或之中，其中等離體子共振結構包括多 個平直金屬線互相平行。
【附圖說明】
[000引圖IA與圖IB是本發明實施例中，太陽能電池模塊的示意圖；
[000引圖2A至圖2C是分叉、曲折、與斷裂的金屬線的示意圖；
[0007] 圖3A至圖3C是本發明實施例中，金屬線的排列上視圖；
[0008] 圖4是本發明一實施例中，形成線材的裝置的示意圖；
[000引圖5是本發明一實施例中，針頭的剖視圖；
[0010] 圖6與圖7是本發明實施例中，線材的示意圖。
[0011] 【符號說明】
[0012] 10太陽能電池裝置；
[0013] 11等離體子共振結構；
[0014] IlA 金屬線；
[001 引 41、43 針筒；
[001引 42、44針筒累浦；
[0017] 45 針頭；
[001引 451內管；
[001引 450外管；
[0020] 47 線材；
[0021] 47A金屬前驅物線；
[0022] 47B高分子管；
[0023] 101、105 基板；
[0024] 103光電轉換元件；
[00巧]103A、103C 電極；
[0026] 103B半導體轉換層。
【具體實施方式】
[0027] 如圖IA所示，本發明一實施例的太陽能電池模塊包括太陽能電池裝置10, W及等 離體子共振結構11位于其上。太陽能電池裝置10包含基板101與105, W及夾設于兩者之 間的光電轉換元件103。在某些太陽能電池裝置10中，光電轉換元件103依序為電極103A、 半導體轉換層103B、W及另一電極103C。在上述結構中，太陽光由電極103A進入，照射半導 體轉換層103B后產生的電子與空穴分別流向電極103A與103C，即形成電流。為了讓太陽 光能進入半導體轉換層103B，電極103A與103C可為透明材質如IT0,或圖案化的不透明材 質如金屬。上述半導體轉換層103B可為銅銅嫁砸、銅銅砸、或類似物的薄膜半導體。在本 發明一實施例中，半導體轉換層103B可為單晶娃、多晶娃、非晶娃、或上述的多層結構。在 本發明一實施例中，光電轉換元件103為染料太陽能電池值SSC)結構，其一側的電極上具 有吸附染料的氧化鐵粒子，且兩側電極之間夾設電解質。不論采用何種半導體轉換層103B， 均可形成等離體子共振結構11于入光側的基板101上。
[0028] 在本發明一實施例中，等離體子共振結構11是形成于太陽能電池裝置10之中。如 圖IB所示，等離體子共振結構11是形成于電極103A上。在本發明另一實施例中，等離體 子共振結構11形成于電極103A與基板101之間（未附圖）。在本發明一實施例中，等離體 子共振結構11為導電結構，其可作為電極而不需另外形成電極103A。此時多個金屬線IlA 之間需電性連接，W達導電需求。
[0029] 可W理解的是，除了上述兩個電極分別位于光電轉換層的相反兩側上的設計W 夕F，電極也可位于光電轉換層的同一側上，端視需要而定。
[0030] 上述等離體子共振結構11包括多個平直金屬線IlA互相平行。必需注意的是，上 述"平直"指的是金屬線IlA沒有分叉（見圖2A)、曲折（zig-zag,見圖2B)、與斷裂（見圖 2C)等現象。可W理解的是，上述分叉、曲折、與斷裂等現象必然降低等離體子共振的效果。 在本發明一實施例中，金屬線IlA與太陽能電池裝置10的長邊或寬邊平行，且金屬線IlA 的長度與太陽能電池裝置10的長度或寬度實質上相同，如圖3A與圖3B所示。在本發明一 實施例中，金屬線IlA與太陽能電池裝置10的長邊之間具有非垂直的夾角，如圖3C所示。
[0031] 在本發明一實施例中，太陽能電池裝置10具有走線化US bar) W電性連接多個太 陽能電池單元。上述等離體子共振結構11的所有平直金屬線IlA均與上述走線平行，W增 加太陽能電池裝置10的轉換效率。舉例來說，若平直金屬線IlA與走線交錯甚至垂直，貝U 無法有效提升太陽能電池裝置10的轉換效率。
[0032] 上述等離體子共振結構11的形成方法可參考申請人早先申請的中國臺灣專利申 請號TW102125685。如圖4所示，將高分子溶液置入針筒41，并將金屬前驅物溶液置入針筒 43。針筒41連結至針頭45的外管450,而針筒43連結至針頭45的內管451。如圖5所示， 針頭45的外管450與內管451的剖面為同屯、圓。接著施加電壓至針頭45,使金屬前驅物溶 液與高分子溶液同時由針頭45噴出，形成線材47于基板101上。如圖6所示，線材47主 要包含金屬前驅物線（metal precursor wire) 47A，W及包覆金屬前驅物線47A的高分子管 (polymer tube)47B。上述形成線材47的制程即所謂的靜電紡絲法。
[0033] 在本發明一實施例中，高分子溶液的溶劑為高極性的有機溶劑如甲醇或丙酬，其 對應的高分子為聚乙締化咯燒酬（PV巧等徑基化合物。此外，可視情況添加鹽類如四下基 錠憐酸鹽（TBAP)或十六烷基S甲基漠化錠（cet}dt;rimethylammonium b;romide，CTAB)。上 述鹽類加入溶液中可增加靜電紡絲時的極化程度，故可降低整體高分子的使用量。
[0034] 在本發明一實施例中，鹽類的添加量約介于Img/mL至lOOmg/mL之間。在本發明 另一實施例中，高分子溶液的溶劑為低極性的有機溶劑如四氨巧喃（THF)、甲苯、或氯仿。上 述高分子可為聚丙締臘（Polyac巧lonitrile，PAN)、聚乙締醇（Polyvin}d Alcohol, PVA)、 或乙締醋酸乙締共聚物巧t的Iene Vin^ Alcohol, EVA)。當高分子溶液的溶劑為高極性 的有機溶劑時，在形成金屬線后可采用水清洗移除高分子，制程上相對環保。當高分子溶液 的溶劑為低極性的有機溶劑時，由于高分子溶液與金屬前驅物溶液不互溶，可形成高品質 的金屬線。在本發明一實施例中，高分子溶液中的高分子濃度介于約lOOmg/mL至200mg/mL 之間。
[0035] 在本發明一實施例中，金屬前驅物溶液包括金屬化合物與還原劑。金屬化合物可 為銀化合物（如硝酸銀或氧化銀）、銷化合物（如氯化銷或氧化亞銷）、金化合物（如氯化 金或四氯金酸）、或上述的組合。還原劑的種類取決于金屬化合物的種類。舉例來說，當金 屬化合物為硝酸銀時，還原劑為乙二醇。當金屬化合物為氧化銀時，還原劑為氨水。當金屬 化合物為氯化銷時，還原劑為聯胺、棚氨化鋼、氨氣、或醇類。當金屬化合物為氯化金時，還 原