CN101661968A - 太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能电池及其制造方法，此太阳能电池包括一基板、一芯片、一凸透镜结构与一红外线滤光片，其中基板具有一凹槽，芯片设置在基板的凹槽上，此芯片可将光能转换成电能。另外，凸透镜结构设置在凹槽的上方，红外线滤光片贴附在凸透镜结构的入光面。本发明的优点在于：该太阳能电池能使其芯片在不扩大面积的情况下吸收更多的光能，同时增加芯片的寿命。

Description

太阳能电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池及其制造方法，且特别涉及一种具有聚光效果的太阳能电池及其制造方法。

背景技术

近年来，由于二氧化碳的排放所造成的温室效应以及石油价格的高涨，使得再生能源渐渐受到重视。目前，再生能源的现有技术包括：太阳能、风能、地热能、水力能、潮汐能、海洋热能转换及生质能等，其中又以太阳能的技术应用最为广泛。

目前市面上的太阳能电池种类繁多，其中一种为硅太阳能电池，其是于20世纪70年代，由美国贝尔实验室首先研制出而逐步发展起来，这种硅太阳能电池的工作原理是基于半导体的光幅效应。另一种常见的太阳能电池则为染料敏化太阳能电池(Dye sensitized solar cell)，其是于20世纪90年代，由瑞士科学家Gratzel开发出，其工作原理是当染料分子吸收太阳光时，其电子跃迁至激发态并迅速转移至氧化钛层，而空穴则留在染料中。之后，电子扩散至导电薄膜上，再经外电路转移至相对侧的电极。接着，氧化态的染料被电解质还原，而被氧化的电解质从电极处接收电子而还原成基态，进而完成电子的整个传输过程。

请参阅图1，图1所绘示为一种公知的太阳能电池，此太阳能电池100包括一芯片110与一基板120，其中芯片110封装在基板120上，此芯片110可将光能转换为电能。然而，在目前，不管是硅太阳能电池或染料敏化太阳能电池，其光转换效率都不高；因此，往往需要将芯片110的面积加大，以增加光的吸收面积。此外，在太阳光中属于红外线波段的光线容易将热量累积于基板120上，进而造成芯片110的毁损。

因此，如何使芯片110在相同面积下吸收更多的光能，以及避免热量累积于基板120上，已成为本领域的技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能电池及其制造方法，该太阳能电池能使其芯片在不扩大面积的情况下，吸收更多的光能。

根据上述目的与其它目的，本发明提供一种太阳能电池，此太阳能电池包括一基板、一芯片、一凸透镜结构与一红外线滤光片，其中基板具有一凹槽，而芯片设置在基板的凹槽上，此芯片可将光能转换成电能。另外，凸透镜结构设置在凹槽的上方，红外线滤光片贴附在凸透镜结构的入光面。

在上述的太阳能电池中，凸透镜结构的材质为硅树脂。

在上述的太阳能电池中，凸透镜结构的材质为玻璃。

在上述的太阳能电池中，凸透镜结构的焦点落在芯片上。

在上述的太阳能电池中，还包括一填充物，该填充物填充该凹槽并覆盖该芯片。

在上述的太阳能电池中，填充物的材质为硅树脂。

根据上述目的与其它目的，本发明提供一种太阳能电池的制造方法，其包括以下所述的步骤：首先，提供一基板，此基板具有一凹槽；接着，将一芯片设置在基板的凹槽上；然后，在凹槽的上方设置一凸透镜结构；之后，在凸透镜结构的入光面上贴附一红外线滤光片。

在上述的太阳能电池的制造方法中，凸透镜结构的材质为玻璃且通过黏附的方式设置在该填充物上。

在上述的太阳能电池的制造方法中，在芯片设置于基板的凹槽上后，且在凸透镜结构设置于凹槽的上方前，还包括以下的步骤：在凹槽上填充一填充物，使该填充物覆盖芯片，此填充物的材质为硅树脂。而且，凸透镜结构通过射出成形的方式形成在该填充物上。

由于芯片的上方设置有凸透镜结构，此凸透镜结构具有聚光的功能，故能将入射的太阳光聚集在芯片上。因此，芯片能以较小的面积吸收较大量的光线。而且，由于凸透镜结构的入光面贴附有红外线滤光片，此红外线滤光片可过滤太阳光中属于红外线波段的光线，故在基板上较不易累积热量，可使芯片有较长的寿命。

为了使本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文将以实施例并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1所绘示为一种公知的太阳能电池；

图2所绘示为本发明的太阳能电池的实施例；以及

图3A至图3E所绘示为太阳能电池的制造流程。

其中，附图标记说明如下：

100：太阳能电池    110：芯片        120：基板

200：太阳能电池    200’：半成形的太阳能电池

205：凹槽          210：芯片        220：基板

230：填充物        240：凸透镜结构

242：入光面        250：红外线滤光片

具体实施方式

请参阅图2，图2所绘示为本发明的太阳能电池的实施例。此太阳能电池200包括一基板220、一芯片210、一凸透镜结构240与一红外线滤光片250，此基板220具有一凹槽205，其中芯片210设置在凹槽205上，此芯片210例如使用半导体的光幅效应或染料敏化的原理将光能转换成电能。

此外，太阳能电池200的制造者还可选择性地在凹槽205内填满填充物230并使此填充物230将芯片210覆盖，此填充物230呈透明状，其材质例如为硅树脂，其功用在于保护芯片210以及连接芯片210的导线212。凸透镜结构240设置在填充物230上且位于芯片210的上方，在本实施例中，其焦点落在芯片210上，此凸透镜结构240的材质为硅树脂或玻璃。另外，红外线滤光片250贴附在凸透镜结构240的入光面242上，此红外线滤光片250具有过滤红外线的功能。

由于芯片210的上方设置有凸透镜结构240，此凸透镜结构240具有聚光的功能，故能将入射的太阳光聚集在芯片210上，因此芯片210能以较小的面积吸收较大量的光线。而且，由于凸透镜结构240的入光面贴附有红外线滤光片250，此红外线滤光片250可过滤太阳光中属于红外线波段的光线，故在基板220上不易累积热量，可使芯片210有较长的寿命。

以下，将对本实施例的太阳能电池的制造流程作一介绍，请参照图3A至图3E，图3A至图3E所绘示为太阳能电池的制造流程。请参照图3A，首先提供一基板220，此基板220具有一凹槽205。接着，请参照图3B，在凹槽205内设置芯片210，同时为此芯片210接上导线212。之后，请参照图3C，将填充物230填满凹槽205，以使填充物230能覆盖芯片210与导线212。

然后，将图3C所示的半成形的太阳能电池200’置入射出成形的模具中，并进行射出成形，以在凹槽205上方形成凸透镜结构240(如图3D所示)。由于芯片210与导线212受到填充物230的保护，故在射出成形时可免于受到模流的影响。

或者，凸透镜结构240也可先进行成形，例如：用玻璃研磨而成，之后再将其贴附在填充物230上。

之后，请参照图3E，在凸透镜结构240的入光面242上贴附红外线滤光膜250，这样便完成本实施例的太阳能电池200的制作。

需注意的是，由于填充物230的主要功用在于使芯片210与导线212在射出成形时可免于受到模流的影响。因此，若凸透镜结构240是预先成型后再贴附于凹槽205上方，则图3C所示的步骤便可省略。

本发明以实施例说明如上，但其并非用以限定本发明所主张的专利权利范围。其专利保护范围应当以所附的权利要求书及其等同物的范围而定。本领域的技术人员在不脱离本发明构思或范围内所作的更动或修改均属于本发明所揭示的构思下所完成的等效改变或设计，且应包含在所附的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池，包括：

一基板，具有一凹槽；

一芯片，设置在该基板的凹槽上，该芯片能将光能转换成电能；

一凸透镜结构，设置于该凹槽的上方；以及

一红外线滤光片，贴附在该凸透镜结构的入光面上。

2.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该凸透镜结构的材质为硅树脂或玻璃。

3.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该凸透镜结构的焦点落在该芯片上。

4.如权利要求1所述的太阳能电池，还包括一填充物，该填充物填充该凹槽并覆盖该芯片。

5.如权利要求4所述的太阳能电池，其中该填充物的材质为硅树脂。

6.一种太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：

提供一基板，该基板具有一凹槽；

将一芯片设置在该基板的凹槽上；

在该凹槽的上方设置一凸透镜结构；及

在该凸透镜结构的入光面上贴附一红外线滤光片。

7.如权利要求6所述的太阳能电池的制造方法，其中该凸透镜结构的材质为玻璃，该凸透镜结构通过黏附的方式设置于该凹槽的上方。

8.如权利要求6所述的太阳能电池的制造方法，其中在该芯片设置于该基板的凹槽上后，且在该凸透镜结构设置于该凹槽的上方前，还包括以下的步骤：

在该凹槽上填充一填充物，使该填充物覆盖该芯片。

9.如权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其中该填充物的材质为硅树脂。

10.如权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其中该凸透镜结构通过射出成形的方式形成在该填充物上。

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