CN102854553A - 多重反射结构以及光电元件 - Google Patents

多重反射结构以及光电元件 Download PDF

Info

Publication number
CN102854553A
CN102854553A CN2011102790684A CN201110279068A CN102854553A CN 102854553 A CN102854553 A CN 102854553A CN 2011102790684 A CN2011102790684 A CN 2011102790684A CN 201110279068 A CN201110279068 A CN 201110279068A CN 102854553 A CN102854553 A CN 102854553A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mirrored sides
pyramid
reflection structure
multipath reflection
base material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011102790684A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102854553B (zh
Inventor
郑琮达
朱仁佑
林鼎晸
陈怡萍
李佳翰
郑信鸿
张樱谕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Industrial Technology Research Institute ITRI filed Critical Industrial Technology Research Institute ITRI
Publication of CN102854553A publication Critical patent/CN102854553A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102854553B publication Critical patent/CN102854553B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0038—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with ambient light
    • G02B19/0042—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with ambient light for use with direct solar radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0061—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02366—Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开一种多重反射结构以及光电元件，其包括一基材以及一角锥体。基材具有一倒角锥状凹陷，倒角锥状凹陷具有至少三个第一反射侧面。角锥体配置于基材上且位于倒角锥状凹陷内，其中角锥体具有至少三个第二反射侧面，且各第二反射侧面的法线与任一个第一反射侧面的法线不在同一空间平面上。此外，本发明另提出一种光电元件。

Description

多重反射结构以及光电元件
技术领域
本发明涉及一种多重反射结构(multi-reflection structure)以及光电元件，且特别是涉及一种能够降低界面反射(surface reflection)的多重反射结构以及光电元件。
背景技术
近年来，光电产业(诸如显示器产业、固态照明产业、太阳光电产业)的蓬勃发展持续改变人类生活。然而，在上述光电产业的开发中，不可避免都会遇到界面反射的问题，而介质的折射率差异是导致界面反射的主因。在显示器中，界面反射会导致显示器的整体亮度下降，而在固态照明元件(如发光二极管或有机电激发光元件)中，界面反射会导致整体出光效率低落。有研究指出，在一般的有机电激发光元件中，界面反射导致将近70％至80％的光损失。
在太阳电池中，界面反射也是直接导致光电转换效率低落的主因。详言之，太阳电池是一种将光能转换为电能的光电元件，太阳电池的光电转换效率与其所产生的光电流以及电压有关。为了增加光电流就必须增加太阳电池的光吸收率。由于一般的单晶硅太阳电池具有足够的厚度，因此光线的吸收不是太大的问题，因此，如何降低单晶硅太阳电池的界面反射所导致的光损失，实为目前亟待解决的课题之一。
根据菲涅耳定律(Fresnel’s Law)，当光线经过两个具有不同折射率的介质的界面时，光线的反射率与二介质的折射率差异正相关。详言之，当二介质的折射率越接近，光线经过此二介质的界面时被反射的比率越低；反之，当二介质的折射率差异越大，光线经过此二介质的界面时被反射的比率越高。以半导体元件中常用的硅基材为例，对于可见光而言，其折射率值约在3至4之间，很明显地，在具有平坦表面的硅基材与空气的界面处，可见光的反射率相当高(约有36％的光线被反射)。
在现有的太阳电池中，为了解决界面反射的问题，一般会在硅基材太阳能电池的结构上形成一非晶(amorphous)含氢的氮化硅抗反射层，以增加光线的利用率进而提升太阳电池的光电转换效率。然而，抗反射层仍无法大幅提升太阳电池的光电转换效率。因此，已有现有技术(如US 5,081,049，US5,080,725，US 2009/071536，TWM 354858，US 7,368,655)于太阳电池的入光面上形成光学微结构，以使光线在太阳电池表面处被反射多次，进而降低界面反射所导致的光损失。然而，在前述的现有技术(如US 5,081,049，US5,080,725，US 2009/071536，TWM 354858，US 7,368,655)中，由于绝大部分的光线在太阳电池表面处只会被反射二次，因此界面反射所导致的光损失仍然无法大幅度地被降低。
承上述，如何更为有效地抑制界面反射所导致的光损失，实为目前亟待解决的课题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多重反射结构以及光电元件，其具有良好的光学表现。
本发明提供一种多重反射结构，其包括一基材以及一角锥体。基材具有一倒角锥状凹陷(inversed pyramid shaped recess)，倒角锥状凹陷具有至少三个第一反射侧面。角锥体配置于基材上且位于倒角锥状凹陷内，其中角锥体具有至少三个第二反射侧面，且各第二反射侧面的法线与任一个第一反射侧面的法线不在同一空间平面(plane)上。
本发明提供一种多重反射结构，其包括一基材、至少一第一角锥体以及至少一第二角锥体。第一角锥体配置于基材上，且第一角锥体具有至少三个第一反射侧面。第二角锥体配置于基材上，第二角锥体具有至少三个第二反射侧面，且各第二反射侧面的法线与任一个第一反射侧面的法线不在同一空间平面上。
本发明提供一种光电元件，其包括一光电转换层以及多个电极。光电转换层具有多个倒角锥状凹陷以及多个角锥体，其中各倒角锥状凹陷具有至少三个第一反射侧面，各角锥体分别位于对应的倒角锥状凹陷内，角锥体具有至少三个第二反射侧面，且各第二反射侧面的法线与任一个第一反射侧面的法线不在同一空间平面上。此外，电极与光电转换层电连接。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
图1A为第一实施例的多重反射结构的立体图；
图1B为第一实施例的多重反射结构的上视图；
图1C为第一实施例的多重反射结构的剖视图；
图2A至图2E为第一实施例中不同的多重反射结构的上视图与剖视图；
图3A与图3B为第二实施例的多重反射结构的示意图；
图4为第三实施例的光电元件的示意图；
图5为图1A的扫描电子显微镜(SEM)图；
图6为第一实施例的反射率模拟结果。
主要元件附图标记说明
100：多重反射结构
110：基材
110a：入光面
112：倒角锥状凹陷
112a：第一反射侧面
120：角锥体
120a：第二反射侧面
200：多重反射结构
210：基材
220：第一角锥体
222：第一反射侧面
230：第二角锥体
232：第二反射侧面
NL1、NL2：法线
L1：邻接线
L2：棱线
θ1、θ2：倾斜角
H、H1、H2：高度
D：深度
W：最大宽度
具体实施方式
【第一实施例】
图1A为第一实施例的多重反射结构的立体图，图1B为第一实施例的多重反射结构的上视图，而图1C为第一实施例的多重反射结构的剖视图。请参照图1A至图1C，本实施例的多重反射结构100包括一基材110以及至少一角锥体120。基材110具有至少一倒角锥状凹陷112，倒角锥状凹陷112具有至少三个第一反射侧面112a。角锥体120配置于基材110上且位于倒角锥状凹陷112内，其中角锥体120具有至少三个第二反射侧面120a，且各第二反射侧面120a的法线NL2与任一个第一反射侧面112a的法线NL1不在同一空间平面上。在本实施例中，倒角锥状凹陷112的数量与角锥体120的数量相同，且倒角锥状凹陷112例如以阵列方式分布于基材110的入光面110a上。
在本实施例中，基材110例如为硅基材、塑胶基材、玻璃基材、石英基板、金属基板，而基材110与角锥体120例如为相同材质。以硅基材为例，倒角锥状凹陷112以及角锥体120例如是通过非等向性蚀刻的方式来制作，而所采用的蚀刻液例如为氢氧化钾(KOH)或氢氧化四甲基铵(TMAH)，本实施例不限定所使用的蚀刻液的种类、浓度以及蚀刻进行的时间，此领域技术人员可根据实际设计需求而作适当的调整。此外，硅基材上的倒角锥状凹陷112以及角锥体120也可采用热压或紫外光固化等方式进行制作。以塑胶基材为例，倒角锥状凹陷112以及角锥体120可通过铸模制作工艺或压印制作工艺来制作。以玻璃基材、石英基板、金属基板为例，倒角锥状凹陷112以及角锥体120可通过蚀刻制作工艺或压印制作工艺来制作。
如图1A至图1C所示，本实施例的第一反射侧面112a的数量为4个，第二反射侧面120a的数量为8个，且各个第一反射侧面112a与各个第二反射侧面120a例如皆为平面。值得注意的是，本实施例并不限定第一反射侧面112a与第二反射侧面120a的数量，意即，本实施例的第一反射侧面112a的数量为N1个(N1为任意大于或等于3的整数)，而第二反射侧面120a的数量为N2个(N2为任意大于或等于3的整数)。本实施例不限定N1与N2之间的关系。换言之，N1可以小于N2。在其它实施例中，N1也可以等于或是大于N2，端视设计需求而定。
在本实施例中，4个第一反射侧面112a具有相同的面积，而8个第二反射侧面120a也具有相同的面积。换言之，角锥体120例如是一底面为正多边形的角锥体。值得注意的是，第一反射侧面112a的面积无须与第二反射侧面120a的面积相同。
举例而言，当第一反射侧面112a的数量为4个时，第二反射侧面120a的数量可以为4、6、8、16、32，如图2A至图2E所绘示。当第一反射侧面112a的数量与第二反射侧面120a的数量相同时(即N1＝N2)，任二相邻第一反射侧面112a之间的邻接线(adjoining line)L1不与任二相邻第二反射侧面120a之间的棱线(crest line)L2对准，如图2A所绘示。当N1＜N2，且N2非为N1的整数倍时，所有邻接线L1皆不与棱线L2对准，如图2B所绘示。此外，当N1＜N2，且N2为N1的整数倍时，部分的邻接线L1会与棱线L2对准，但部分的邻接线L1不会与棱线L2对准，如图2C至图2E所绘示。
在本实施例中，各个第一反射侧面112a相对于入光面110a的倾斜角为θ1，且45°＜θ1≤90°。举例而言，前述的倾斜角θ1例如约为54.7°。此外，角锥体120的各个第二反射面120a相对于入光面110a的倾斜角为θ2，且45°＜θ2≤90°。举例而言，倾斜角θ2例如约为71.4°。值得注意的是，倾斜角θ1与倾斜角θ2无须相同，此领域技术人员可根据光线入射基板110的角度而适当地更动倾斜角θ1与倾斜角θ2的数值范围。
请参照图1C，在本实施例中，角锥体120的高度H小于或实质上等于倒角锥状凹陷112的深度D。举例而言，角锥体120的高度H例如介于0.05微米至500微米，而倒角锥状凹陷112的深度D例如介于0.05微米至500微米。此外，本实施例的倒角锥状凹陷112的最大宽度W例如介于0.1微米至1000微米。
当第一反射侧面112a的数量为4个，第二反射侧面120a的数量为8个，倾斜角θ1约为54.7°，倾斜角θ2约为71.4°时，约有44％的光线被反射2次，约有47％的光线被反射3次，且约有9％的光线被反射4次。因此，本实施例的多重反射结构100的整体反射率可以被降低至约5％，与现有技术(US7,368,655)相较(反射率约为10％)，本实施例的多重反射结构100可以有效地降低界面反射的几率。
【第二实施例】
图3A与图3B为第二实施例的多重反射结构的示意图。请参照图3A与图3B，本实施例的多重反射结构200包括一基材210、至少一第一角锥体220以及至少一第二角锥体230。第一角锥体220配置于基材210上，且第一角锥体220具有至少三个第一反射侧面222。第二角锥体230配置于基材210上，第二角锥体230具有至少三个第二反射侧面232，且各第二反射侧面232的法线NL2与任一个第一反射侧面222的法线NL1不在同一空间平面上。
在本实施例中，基材210例如为硅基材、塑胶基材、玻璃基材、石英基板、金属基板，而基材210、第一角锥体220以及第二角锥体230例如为相同材质。以硅基材为例，基材210、第一角锥体220以及第二角锥体230例如是通过非等向性蚀刻的方式来制作，而所采用的蚀刻液例如为氢氧化钾(KOH)或氢氧化四甲基铵(TMAH)，本实施例不限定所使用的蚀刻液的种类、浓度以及蚀刻进行的时间，此领域具有通常知识者当可根据实际设计需求而作适当的调整。此外，硅基材上的第一角锥体220以及第二角锥体230也可采用热压或紫外光固化等方式进行制作。以塑胶基材为例，第一角锥体220以及第二角锥体230可通过铸模制作工艺或压印制作工艺来制作。以玻璃基材、石英基板、金属基板为例，第一角锥体220以及第二角锥体230可通过蚀刻制作工艺或压印制作工艺来制作。
如图3A所示，第一反射侧面222的数量为4个，而第二反射侧面232的数量也为4个，且第一角锥体220的底面的任一个边不平行于第二角锥体230的底面的任一个边。此外，各个第一反射侧面222与各个第二反射侧面232例如皆为平面。
如图3B所示，第一反射侧面222的数量为4个，而第二反射侧面232的数量为3个，且各个第一反射侧面222与各个第二反射侧面232例如皆为平面。值得注意的是，本实施例并不限定第一反射侧面222与第二反射侧面232的数量，意即，本实施例的第一反射侧面222的数量为N1个(N1为任意大于或等于3的整数)，而第二反射侧面232的数量为N2个(N2为任意大于或等于3的整数)。本实施例不限定N1与N2之间的关系。换言之，N1可以小于、等于或是大于N2，端视设计需求而定。
在本实施例中，4个第一反射侧面222具有相同的面积，而4个第二反射侧面232也具有相同的面积。换言之，第一角锥体220与第二角锥体230例如是底面为正多边形的角锥体。值得注意的是，第一反射侧面222的面积可与第二反射侧面232具有相同或不同的面积。
从图3A可知，各个第一反射侧面222相对于基板210的倾斜角为θ1，且45°＜θ1≤90°。举例而言，前述的倾斜角θ1例如约为54.7°。此外，各个第二反射面232相对于基板210的倾斜角为θ2，且45°＜θ2≤90°。举例而言，倾斜角θ2例如约为54.7°。值得注意的是，倾斜角θ1与倾斜角θ2无须相同，此领域具有通常知识者可根据光线入射基板210的角度而适当地更动倾斜角θ1与倾斜角θ2的数值范围。
在本实施例中，第一角锥体220的高度H1实质上等于第二角锥体230的高度H2。举例而言，第一角锥体220的高度H1例如介于0.05微米至500微米，而第二角锥体230的高度H2例如介于0.05微米至500微米。
【第三实施例】
图4为第三实施例的光电元件的示意图。请参照图4，本实施例的光电元件300包括一光电转换层310以及多个电极320a、320b。光电转换层310具有多个倒角锥状凹陷312以及多个角锥体314，其中各倒角锥状凹陷312具有至少三个第一反射侧面312a，各角锥体314分别位于对应的倒角锥状凹陷312内，角锥体314具有至少三个第二反射侧面314a，且各第二反射侧面314a的法线NL2与任一个第一反射侧面312a的法线NL1不在同一空间平面上。此外，电极320a、320b分别与光电转换层310电连接。
本实施例的倒角锥状凹陷312以及多个角锥体314的设计与第一实施例的倒角锥状凹陷112以及角锥体120相同，故在此不再重述。
举例而言，光电转换层310的材质例如为单晶硅(monocrystalline silicon)、多晶硅(polycrystalline silicon)、非晶硅(amorphous silicon)、碲化镉(CdTe)、铜铟硒(CIS)、铜铟镓硒(CIGS)、锗(Ge)、III-V族铝铟砷镓半导体化合物、高分子太阳电池的主动层材料等。
在本实施例中，光电转换层310包括一p型掺杂的硅基材310a、一n型掺杂区310b、多个与电极320a电连接的n型重掺杂区310c、多个与电极320b电连接的p型重掺杂区310d。本实施例的光电转换层310具有将光线转换为电力的功能，换言之，本实施例的光电元件300为太阳电池。值得注意的是，本实施例虽以图4所绘示的光电转换层310进行说明，但本实施例仍可采用其他型态的光电转换层。
如图4所示，本实施例的光电元件可进一步包括一抗反射层330，且此抗反射层330覆盖倒角锥状凹陷312以及角锥体314。举例而言，抗反射层330的材质例如为氮化硅(SiNx)、二氧化硅(SiO2)、硫化锌(ZnS)、二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)，二氧化锡(SnO2)、氟化镁(MgF2)、氟化钙(CaF2)、三氧化二铝(Al2O3)、氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、微孔硅(mesoporous silicon)、微孔二氧化硅(mesoporous silica)。当然，抗反射层330也可以是由上述材料堆叠所组成的多层结构。
【实验例】
图5为图1A的扫描电子显微镜(SEM)图，而图6为第一实施例的反射率模拟结果。请同时参照图1A与图5，在本实验例中，基材110上的倒角锥状凹陷112具有4个面积实质上相等的第一反射侧面112a，而角锥体120具有8个面积实质上相等的第二反射侧面120a，倾斜角θ1(如图1C所示)约为54.7°，且倾斜角θ2(如图1C所示)约为71.4°。
请参照图6，曲线A表示具有平整表面的基板对于不同波长的光线的模拟反射率，曲线B表示仅具有倒角锥状凹陷的基板对于不同波长的光线的模拟反射率，而曲线C表示具有倒角锥状凹陷及角锥体的基板对于不同波长的光线的模拟反射率。从图6可知，第一实施例的模拟反射率(曲线C)明显低于其他二者(曲线A、B)，因此本发明确实能够减少界面反射。
本发明适于应用在显示器产业、固态照明产业、太阳电池产业、光学膜片产业等，且本发明可减少界面反射并提升光电元件的光电转换效率。
虽然已结合以上较佳实施例披露了本发明，然而其并非用以限定本发明，所属领域任何技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的范围为准。

Claims (21)

1.一种多重反射结构，包括：
基材，具有一倒角锥状凹陷(inversed pyramid shaped recess)，其中该倒角锥状凹陷具有至少三个第一反射侧面；以及
角锥体，配置于该基材上且位于该倒角锥状凹陷内，其中该角锥体具有至少三个第二反射侧面，且各该第二反射侧面的法线与任一个第一反射侧面的法线不在同一空间平面(plane)上。
2.如权利要求1所述的多重反射结构，其中该基材包括硅基材、塑胶基材、玻璃基材、石英基板、金属基板。
3.如权利要求1所述的多重反射结构，其中所述第一反射侧面的数量为N1个，而所述第二反射侧面的数量为N2个，且N1小于N2。
4.如权利要求1所述的多重反射结构，其中各该第一反射侧面为平面(flatsurface)，且各该第二反射侧面为平面。
5.如权利要求1所述的多重反射结构，其中该基材具有一入光面，该倒角锥状凹陷位于该入光面上，各该第一反射侧面相对于该入光面的倾斜角为θ1，且45°＜θ1≤90°。
6.如权利要求5所述的多重反射结构，其中θ1约为54.7°。
7.如权利要求5所述的多重反射结构，其中各该第二反射面相对于该入光面的倾斜角为θ2，且45°＜θ2≤90°。
8.如权利要求7所述的多重反射结构，其中θ2约为71.4°。
9.如权利要求1所述的多重反射结构，其中该角锥体的高度小于或实质上等于该倒角锥状凹陷的深度。
10.如权利要求9所述的多重反射结构，其中该角锥体的高度介于0.05微米至500微米，而该倒角锥状凹陷的深度介于0.05微米至500微米。
11.如权利要求1所述的多重反射结构，其中该倒角锥状凹陷的最大宽度介于0.1微米至1000微米。
12.如权利要求1所述的多重反射结构，其中该基材与该角锥体为相同材质。
13.一种多重反射结构，包括：
基材；
至少一第一角锥体，配置于该基材上，其中该第一角锥体具有至少三个第一反射侧面；以及
至少一第二角锥体，配置于该基材上，其中该第二角锥体具有至少三个第二反射侧面，各该第二反射侧面的法线与任一个第一反射侧面的法线不在同一空间平面上。
14.如权利要求13所述的多重反射结构，其中该基材包括硅基材、塑胶基材、玻璃基材、石英基板、金属基板。
15.如权利要求13所述的多重反射结构，其中所述第一反射侧面的数量为N1个，而所述第二反射侧面的数量为N2个，且N1小于N2。
16.如权利要求13所述的多重反射结构，其中各该第一反射侧面为平面，且各该第二反射侧面为平面。
17.如权利要求13所述的多重反射结构，其中该基材、该第一角锥体以及该第二角锥体为相同材质。
18.一种光电元件，包括：
光电转换层，具有多个倒角锥状凹陷以及多个角锥体，其中各该倒角锥状凹陷具有至少三个第一反射侧面，各该角锥体分别位于对应的倒角锥状凹陷内，该角锥体具有至少三个第二反射侧面，且各该第二反射侧面的法线与任一个第一反射侧面的法线不在同一空间平面上；以及
多个电极，与该光电转换层电连接。
19.如权利要求18所述的光电元件，其中所述第一反射侧面的数量为N1个，而所述第二反射侧面的数量为N2个，且N1小于N2。
20.如权利要求18所述的光电元件，其中各该第一反射侧面为平面，且各该第二反射侧面为平面。
21.如权利要求18所述的光电元件，还包括一抗反射层，覆盖所述倒角锥状凹陷以及所述角锥体。
CN201110279068.4A 2011-06-29 2011-09-20 多重反射结构以及光电元件 Active CN102854553B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100122891 2011-06-29
TW100122891A TWI453927B (zh) 2011-06-29 2011-06-29 多重反射結構以及光電元件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102854553A true CN102854553A (zh) 2013-01-02
CN102854553B CN102854553B (zh) 2015-10-28

Family

ID=47390434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110279068.4A Active CN102854553B (zh) 2011-06-29 2011-09-20 多重反射结构以及光电元件

Country Status (3)

Country Link
US (2) US8919974B2 (zh)
CN (1) CN102854553B (zh)
TW (1) TWI453927B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105141250A (zh) * 2015-07-29 2015-12-09 蒋要斌 一种立体式车载太阳能光伏板
CN105470328A (zh) * 2014-09-05 2016-04-06 严世杰 独立光陷阱型光伏玻璃
CN107546284A (zh) * 2017-07-13 2018-01-05 电子科技大学 一种倒楔形体陷光结构及其制备方法
CN107703569A (zh) * 2017-10-17 2018-02-16 张家港康得新光电材料有限公司 反光膜及其应用以及栅线结构和太阳能面板
CN108089247A (zh) * 2016-11-22 2018-05-29 黄振正 反光膜
CN110018536A (zh) * 2018-01-09 2019-07-16 奇景光电股份有限公司 投影系统、小尺寸的直角棱柱体反射镜以及制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法
CN112103278A (zh) * 2020-08-06 2020-12-18 常熟理工学院 一种具备微结构的硅基叠层太阳能电池及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017162940A (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置及び照明装置
CN107564976B (zh) * 2017-08-22 2021-06-25 北京普扬科技有限公司 一种双面电池及其制备方法
FR3089345B1 (fr) * 2018-12-03 2020-11-13 Commissariat Energie Atomique Matrice de photo-détecteurs à absorption périphérique munie de structures de focalisation
US11670725B2 (en) * 2020-02-25 2023-06-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Image sensor with absorption enhancement structure

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6127623A (en) * 1998-07-03 2000-10-03 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell and production process therefor
CN1504809A (zh) * 2002-11-28 2004-06-16 阿尔卑斯电气株式会社 防止反射结构及照明装置和液晶显示装置以及防止反射膜
CN1573365A (zh) * 2003-06-09 2005-02-02 株式会社丰田自动织机 光学器件、面状照明装置和显示器
CN1826541A (zh) * 2003-07-24 2006-08-30 日本瑞翁株式会社 抗反射模塑制品及其制造方法
CN1961224A (zh) * 2004-05-27 2007-05-09 松下电器产业株式会社 光吸收构件
CN101273231A (zh) * 2005-09-28 2008-09-24 古河电气工业株式会社 灯箱及其光反射板以及光反射板的制造方法
CN101373234A (zh) * 2007-08-22 2009-02-25 台达电子工业股份有限公司 背光模块及其光学膜
TW200946976A (en) * 2008-05-02 2009-11-16 Innolux Display Corp Light source and backlight module and liquid crystal display device using same
CN101894870A (zh) * 2009-05-18 2010-11-24 财团法人工业技术研究院 光电转换元件及其制造方法
CN201795425U (zh) * 2008-10-16 2011-04-13 旭化成电子材料株式会社 光漫射板及直下型点光源背光装置

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4249520A (en) * 1978-12-26 1981-02-10 Orillion Alfred G Pyramidal energy collector system
US4268347A (en) 1979-01-26 1981-05-19 Exxon Research & Engineering Co. Low reflectivity surface formed by particle track etching
AU612226B2 (en) 1987-12-17 1991-07-04 Unisearch Limited Solar cells with tilted geometrical features
US5081049A (en) 1988-07-18 1992-01-14 Unisearch Limited Sculpted solar cell surfaces
US6084175A (en) 1993-05-20 2000-07-04 Amoco/Enron Solar Front contact trenches for polycrystalline photovoltaic devices and semi-conductor devices with buried contacts
DE19522539C2 (de) 1995-06-21 1997-06-12 Fraunhofer Ges Forschung Solarzelle mit einem, eine Oberflächentextur aufweisenden Emitter sowie Verfahren zur Herstellung derselben
US5820957A (en) 1996-05-06 1998-10-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Anti-reflective films and methods
JP3070489B2 (ja) 1996-10-09 2000-07-31 トヨタ自動車株式会社 集光型太陽電池素子
US6091021A (en) 1996-11-01 2000-07-18 Sandia Corporation Silicon cells made by self-aligned selective-emitter plasma-etchback process
US6106689A (en) * 1997-01-20 2000-08-22 Canon Kabushiki Kaisha Process for forming zinc oxide film and processes for producing semiconductor device substrate and photo-electricity generating device using the film
US8728610B2 (en) * 2000-02-25 2014-05-20 3M Innovative Properties Company Compound mold and structured surface articles containing geometric structures with compound faces and method of making same
US6329296B1 (en) 2000-08-09 2001-12-11 Sandia Corporation Metal catalyst technique for texturing silicon solar cells
FR2832811B1 (fr) 2001-11-28 2004-01-30 Saint Gobain Plaque transparente texturee a forte transmission de lumiere
US7156527B2 (en) * 2003-03-06 2007-01-02 3M Innovative Properties Company Lamina comprising cube corner elements and retroreflective sheeting
FR2870007B1 (fr) * 2004-05-10 2006-07-14 Saint Gobain Feuille transparente texturee a motifs pyramidaux inclines
ZA200710498B (en) 2005-06-16 2009-07-29 Avery Dennison Corp Retroreflective sheet structure
JP2007264594A (ja) * 2006-03-01 2007-10-11 Nissan Motor Co Ltd 反射防止微細構造、反射防止成形体及びその製造方法
AU2008201903B2 (en) * 2007-05-07 2013-03-28 Viavi Solutions Inc. Structured surfaces that exhibit color by rotation
WO2008148462A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-11 Carl Zeiss Smt Ag Methods for producing an antireflection surface on an optical element, optical element and associated optical arrangement
US8153892B2 (en) * 2007-09-13 2012-04-10 Silicon China (HK) Ltd. Internal light trapping method and structure using porous monocyrstalline silicon films for photovoltaic applications
DE102007054037A1 (de) * 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Beleuchtungseinrichtung, Leuchte und Anzeigevorrichtung
TWI411104B (zh) 2008-06-13 2013-10-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 氧化鋅奈米線驅動器及採用其之鏡頭模組、相機模組
EP2159851A1 (fr) * 2008-09-01 2010-03-03 Université de Neuchâtel Procédé pour limiter la croissance épitaxiale dans un dispositif photoélectrique à hétérojonctions et un tel dispositif photoélctrique
TWM354858U (en) 2008-10-17 2009-04-11 Bay Zu Prec Co Ltd Solar cell
WO2010090142A1 (ja) * 2009-02-03 2010-08-12 株式会社カネカ 透明導電膜付き基板および薄膜光電変換装置
US8664515B2 (en) * 2009-03-16 2014-03-04 National Cheng Kung University Solar concentrator
CN102272944B (zh) 2009-05-06 2013-08-14 薄膜硅公司 光伏电池和提高半导体层堆叠中的光俘获的方法
TWI414072B (zh) 2009-05-06 2013-11-01 Ind Tech Res Inst 太陽能模組
WO2011161813A1 (ja) * 2010-06-25 2011-12-29 三菱電機株式会社 太陽電池セルおよびその製造方法
US9871152B2 (en) * 2012-06-13 2018-01-16 Mitsubishi Electric Corporation Solar cell and manufacturing method thereof

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6127623A (en) * 1998-07-03 2000-10-03 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell and production process therefor
CN1504809A (zh) * 2002-11-28 2004-06-16 阿尔卑斯电气株式会社 防止反射结构及照明装置和液晶显示装置以及防止反射膜
CN1573365A (zh) * 2003-06-09 2005-02-02 株式会社丰田自动织机 光学器件、面状照明装置和显示器
CN1826541A (zh) * 2003-07-24 2006-08-30 日本瑞翁株式会社 抗反射模塑制品及其制造方法
CN1961224A (zh) * 2004-05-27 2007-05-09 松下电器产业株式会社 光吸收构件
CN101273231A (zh) * 2005-09-28 2008-09-24 古河电气工业株式会社 灯箱及其光反射板以及光反射板的制造方法
CN101373234A (zh) * 2007-08-22 2009-02-25 台达电子工业股份有限公司 背光模块及其光学膜
TW200946976A (en) * 2008-05-02 2009-11-16 Innolux Display Corp Light source and backlight module and liquid crystal display device using same
CN201795425U (zh) * 2008-10-16 2011-04-13 旭化成电子材料株式会社 光漫射板及直下型点光源背光装置
CN101894870A (zh) * 2009-05-18 2010-11-24 财团法人工业技术研究院 光电转换元件及其制造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105470328A (zh) * 2014-09-05 2016-04-06 严世杰 独立光陷阱型光伏玻璃
CN105141250A (zh) * 2015-07-29 2015-12-09 蒋要斌 一种立体式车载太阳能光伏板
CN108089247A (zh) * 2016-11-22 2018-05-29 黄振正 反光膜
CN107546284A (zh) * 2017-07-13 2018-01-05 电子科技大学 一种倒楔形体陷光结构及其制备方法
CN107703569A (zh) * 2017-10-17 2018-02-16 张家港康得新光电材料有限公司 反光膜及其应用以及栅线结构和太阳能面板
CN110018536A (zh) * 2018-01-09 2019-07-16 奇景光电股份有限公司 投影系统、小尺寸的直角棱柱体反射镜以及制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法
CN110018536B (zh) * 2018-01-09 2021-10-26 奇景光电股份有限公司 投影系统、小尺寸的直角棱柱体反射镜以及制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法
CN112103278A (zh) * 2020-08-06 2020-12-18 常熟理工学院 一种具备微结构的硅基叠层太阳能电池及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8919974B2 (en) 2014-12-30
US20150075585A1 (en) 2015-03-19
TWI453927B (zh) 2014-09-21
US9190547B2 (en) 2015-11-17
TW201301529A (zh) 2013-01-01
CN102854553B (zh) 2015-10-28
US20130003204A1 (en) 2013-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102854553B (zh) 多重反射结构以及光电元件
TWI379427B (en) Transparent solar cell module
CN101499492B (zh) 透明型太阳能电池模块
CN102142478B (zh) 太阳能电池
US20120235268A1 (en) Photoelectric conversion module, method for manufacturing same, and power generation device
US9257580B2 (en) Textured transparent plate and method of manufacturing such a plate
CN101777598A (zh) 透明型太阳能电池模块及其制造方法
CN101572510A (zh) 太阳能供电装置及包括该供电装置的照明系统
CN204558502U (zh) 一种hit太阳能电池
US20100154881A1 (en) Transparent solar cell module and method of fabricating the same
KR20150012454A (ko) 광투과 후면전극과 이를 이용한 태양전지 및 이들의 제조방법
CN104241408A (zh) 太阳能电池及其制作方法
US20090277500A1 (en) Transparent solar cell module
CN114678437B (zh) 光伏组件
KR101306913B1 (ko) 태양 전지
TWI575765B (zh) The anti - reflection spectrum of the multi - faceted solar cell increases the structure
TWI470814B (zh) 太陽能電池
US20130291934A1 (en) Thin film solar cell structure
US20110155215A1 (en) Solar cell having a two dimensional photonic crystal
CN220021130U (zh) 彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统
US20110067756A1 (en) Thin film solar cell
CN219998232U (zh) 彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统
CN220021131U (zh) 彩色太阳能电池片、彩色电池组件和光伏系统
CN219435883U (zh) 一种薄膜光伏芯片
TW201327869A (zh) 堆疊型薄膜太陽能電池及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant