TW201021226A - Silicon substrate for solar battery, manufacturing apparatus thereof, manufacturing method thereof, and solar battery - Google Patents

Description

201021226 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 • 本發明有關於一種太陽能電池用矽基板及其製 _ 以裴置和方法，以及太陽能電池，特別有關於一種 相對於設置面積其太陽光吸收表面積增加之太陽能 電池用矽基板及其製造裝置和方法，以及太陽能電 池。 【先前技術】 和近年，積極地展開對於太陽能電池之效率之研 九與開發。作爲提高太陽能電池之效能之代表性的 技術揭示於大韓民國授權專利第1G-7413G6號公報 之“高效太陽能電池及其製造方法，，。該習知之太陽 此電，之矽基板為平面形’因其設置面積與矽基板 太陽光吸收面積幾乎相同，所以難以提高其吸收 =而且’為得到所期望之吸收率，矽基板厚度較 厚為200〜400/zm，因制 U此其製造費用上升。再者，由 於梦基板為平面形，田+ ,^ g ^ 因此，只能吸收由多數波長形 Μ β ^ 長之局邛，而其他波長全部 被反射或透射，所^陽光之吸㈣低。 【發明内容】 本發明之目的係為解決上 點’提供一種囍士、* a 仪πτ丄日〕問碭 徒種精由適當組合平面與曲面構成石夕基 3 201021226 板，太陽光吸收表面積相對於設置面積增大，藉此 可以提高太陽光吸收率之太陽能電池用矽基板。 本發明所欲解決之問題係提供一種藉由增加太 陽光吸收表面積，即使其厚度減少為一半（1〇〇〜3〇〇 燜）’也可以維持較高之吸收率，從而大幅度降低製 造成本之太陽能電池用矽基板。 本發明所欲解決之另外問題係提供一種藉由適 當組合平面與曲面構成矽基板，由多數波長形成之 太陽光中，被反射之一部分能夠通過另表面再吸 收，藉此能夠提高吸收率之太陽能電池用矽基板。 本發明所欲解決之另外問題係提供一種可以製 造出優秀的上述太陽能電池用矽基板之製造裝置及 製造方法。 本發明所欲解決之另外問題係提供一種利用上 述太陽能電池用矽基板之太陽能電池。 為達本發明之目的，提供一種太陽能電池用矽 基板，其特徵為，包括：多數曲面部，係由凹部及 凸部構成’用於吸收太陽光；平面部，係連接於多 數曲面部之兩側，用於吸收太陽光，同時，與其他 石夕基板連接。 本發明之太％能電池用碎基板’其特徵為，曲 面°卩及平面部之厚度係1 0 0〜3 0 0 w，凹部或凸部呈 201021226 半圓形，曲面部佔整體面積之9〇%以上。 此處，曲面部之曲率半徑係平面部之寬度之i 〜倍，曲面部間之距離係上述平面部寬度之 〜6倍，曲面部之曲率半徑係平面部寬度之12倍 曲面部間之距離係平面部寬度之4. 8倍。 再者，曲面部之曲率半徑係平面部之寬度之〇.丨 〜0.75倍，曲面部間之距離係平面部寬度之2〜r • S，曲面部之曲率半徑係平面部寬度之〇·6倍，曲 面部間之距離係平面部寬度之2. 4倍。 根據本發明提供一種太陽能電池用矽基板，其 特U為，包括.多數曲面部，係由凹部及第1平面 f構成，用於吸收太陽光；第2平面部，係連接於 多數曲面部之兩側，用於吸收太陽光，同時，與其 他·矽基板連接。 ® 本發明之太陽能電池用矽基板，其特徵為，曲 面部及第2平面部之厚度係100〜300 /zm，凹部呈半 圓形’曲面部佔整體面積之90%以上。 此處’凹部之曲率半徑係平面部之寬度之丨.〇 〜1. 5倍’曲面部間之距離係平面部寬度之4〜6 倍’凹部之曲率半徑係平面部寬度之丨.2倍，曲面 部間之距離係平面部寬度之4. 8倍。 根據本發明，提供一種太陽能電池用矽基板之 5 201021226 製造裝置，其係用於製造上述石夕基板之裝置，其特 ，為，包括：儲水槽，能夠供給及排出常溫水或油 等液體；多數環圈驅動軸（wire drive shaft)，其 於上述儲水槽内側壁緊固用於切斷矽基板之線鋸 saw)，同時使之旋轉；第i驅動/控制單元， 其设置於儲水槽外部而自動驅動及控制多數環圈驅 動軸，鋼錠（lngot)裝載台，其設置於儲水槽内， ，於裝載前後上下移動自如之鋼錠；第2驅動/控制 單元，其設置於儲水槽外部，用於自動驅動及控制 鋼錠裝载台。 本發明之製造裝置，其特徵為，進一步包括爲 、了減低線鋸之振動而設置於多數環圈驅動軸之間之 減振棒。 ^ ·根據本發明，提供一種矽基板之製造方法，其 係製造上述矽基板之方法，其特徵為，包括：藉以 黏合使矽鋼錠固定裝載於鋼錠裝载台上之步驟；於 儲水槽裝滿液體之步驟；藉由多數線鋸加工矽鋼錠 而製作多數梦基板之步驟；排出裝滿於儲水槽之液 體之步驟，以及將多數矽基板取出儲水槽外，除去 黏合獲得單個矽基板之步驟。 ’、 再者，根據本發明，提供一種太陽能電池，盆 具備為從所入射之太陽光產生電子電洞對之矽基 反，其特徵為，上述矽基板係根據本發明之特徵之 201021226 石夕基板。 本發明之太陽能電池用矽基板，因適當組合平 面和曲面構成矽基板，所以太陽光吸收表面積比設 置面積大，藉此能夠大幅度提高太陽光吸收率。 再者’本發明之太陽能電池用矽基板，因其太 陽光吸收表面積增大，所以即使其厚度只有習知基 板的一半也可以維持較高之吸收率，藉此可以大幅 ❿ 度降低製造成本。 本發明之太陽能電池用矽基板，由於適當組合 曲面與平面構成矽基板，因此由多數波長形成之太 陽光中被反射之一部分能夠通過其他表面再吸收， 藉此可以進一步提高吸收率。 根據本發明之太陽能電池用矽基板之製造裝置 及製造方法’可以容易製造出所期望之具有曲面之 _ 碎基板。 根據本發明，上述矽基板能夠適用於太陽能電 池之構成，並可以提供吸收率得以改善，費用低廉 之太陽能電池。 【實施方式】 以下，參照附圖詳細説明根據本發明之較佳實 施例之太陽能電池用矽基板。 201021226 第一圖概略地顯示根據本發明之一較佳實施例 之碎基板。 現請參考第一圖，本實施例之太陽能電池用矽 基板（10)’包括：多數曲面部（13)，係由凹部（n) 及凸部（12 )構成；平面部（14 )，係連接於曲面部 (13 )之兩側。曲面部（丨3 )用於吸收太陽光，平 面部（14 )用於吸收太陽光，同時，與其他之矽基 板連接。矽基板（1〇 )具有均勻的厚度1〇〇〜3〇〇聊， 其係習知之基板厚度之一半。 本實施例之矽基板（1 〇 )之曲面部（13 )呈半 圓形’佔整體面積之大致90%以上》曲面部（13) 之曲率半徑（R1)係平面部之寬度（wl)之1〇〜 1. 5倍，較佳為1. 2倍，曲面部（13)間之距離（dl ) 係平面部寬度（W1)之4〜6倍，較佳為4. 8倍。 再者，如圖放大顯示，矽基板（1 〇 )之各角落 進行倒角。 第二圖概略地顯示根據本發明之另較佳實施例 之碎基板。 現請參考第二圖，本實施例之太陽能電池用矽 基板（20)，包括：多數曲面部（23)，係由凹部（21 ) 及凸部（2 2 )構成；平面部（2 4 )，係連接於曲面部 (23)之兩側。曲面部（23)用於吸收太陽光，平 201021226 面部（24)用於吸收太陽光，同時，與其他之石夕基 板連接。矽基板（20)具有均勻的厚度1〇〇〜30〇聊， •其係習知之基板厚度之一半。 本貫施例之矽基板（2〇 )之曲面部（23 )呈半 圓形，佔整體面積之略90%以上。曲面部（23 )之 曲率半徑（R2)係平面部之寬度之〇· 5〜〇. 75 倍’較佳為0. 6倍’曲面部（13 )間之距離（d2) ❹ 係平面部寬度（w2)之2〜3倍，較佳為2. 4倍。 再者’如圖放大顯示，矽基板（2〇)之各角落 進行倒角。 η 第二圖概略地顯示根據本發明之另較佳實施例 之矽基板。 現請參考第三圖，本實施例之太陽能電池用矽 基板（30)，包括：多數曲面部（33)，係由凹部（31) ® 及凸部（32 )構成；平面部（34)，係連接於曲面部 (33)之兩側。曲面部（33)用於吸收太陽光，平 面。卩（34)用於吸收太陽光，同時，與其他之石夕基 板連接。石夕基板（30)具有均勻的厚度1〇〇〜3〇〇仰， 其係習知之基板厚度之一半。 本實施例之硬基板（3〇)之曲面部（33)呈半 圓形，佔整體面積之略90%以上。曲面部（33)之 曲率半徑（R3)係平面部之寬度（w3)之h 〇〜l 5 201021226 倍’較佳為1. 2倍，曲面部（33)間之距離（d3) 係平面部寬度（W3 )之4〜6倍，較佳為4. 8倍。平 面部（32 )與其他平面部（32 )之寬度皆相同。 再者，如圖放大顯示，矽基板（2〇)之各角落 進行倒角。 附件一顯示為加工根據上述之較佳實施例之矽 基板之線鋸（顯示1 〇〇倍放大攝影用於製作第一圖 至第三圖之矽基板之線鋸之照片）。 附件一 100倍放大顯示線鋸，該線鋸在具有 〇.12_直徑之環圈（wire)表面固定黏接具有ι〇〜 20卿直徑之磚石顆粒所製成。 ^第四A圖至第四D圖舉例顯示為製造根據上述 較佳實施例之矽基板之製造裝置及方法。 有能夠儲藏常溫水或 在儲水槽（51 ) 有環圈驅動轴（52 )， 之線蘇（w)，同時 方向旋轉。藉由設置 之第1驅動/控制單 圈驅動轴（52 )。 二個環圈驅動軸 你炒丞槪裝造裝置 油等液體之儲水槽（51)。 之内側壁大致以三角形狀配置 該環圈驅動軸（52)緊固附件 使其向順8寸針方向或逆時針 於儲水槽（51)外部之未圖示 元來自動驅動及控制該三個環 (52)中’位於下面同—線上 201021226 之二個環圈驅動輛（52)之間以規定間隔設置二個 用:減低線鋸（w)之振動之減振棒（53)。減振棒 之下面輕微接觸於線鋸（w)。 下：：水槽（51)底面設置有如圖中箭頭向前後 r ώ自如的鋼錠裝載台（54)。本實施例之裝置 χ25〇 ，可加工之鋼錠⑴尺寸係156mmX156mni X Zb(Jnnn。鋼錄 f τ、> ϊ . ❹ ❹ 分可以變更。 …藉由製造裝置之變更充 圖中，在儲水槽（51)之前壁，雖未圖示，使 :及=::=(54)進出，設置自動驅 外 藉由未圖不之設在儲水槽（51) a r驅動/控制單元來自動驅動及控制鋼錠 I戰台（54 )。 向在儲水槽（51 )之側壁分職置從外部 夕°卜排出；^51)供給液體之供給口（55)及從内向 外排出液體之排出口（56)。 秒基SI過:明使用上述裂置(5G)製造本發明之 固定：ί %參考第四A圖，藉以黏合使鋼錠⑴ 槽（51 );鋼錠裝载台（54：>。此時，當設置於儲水 ^出，^^之進出口打開時，鋼錠裝載台（54 )向外 ’旋（I)黏合裝載於鋼錠裝載台（54)上。 201021226 其後，鋼鍵裝载台（54) 最後進出口被關掉。再進入儲水槽（…’ 繼而’請參考第四β圖，在儲水槽（ 分裝滿液體。此時，诵枬彳 充 給充分埋沒上端之從外部之错液槽供 义上而之％圈驅動軸（52)之量之液體。 繼而，請參考第四c圖，利用線 鍵⑴製作石夕基板。並利用多數線(w)加工鋼 斷鋼旋⑴，此過程t(W)縱“ =口（⑷㈣選擇性地向左右方 :以：成如第-圖至第三圖顯示之 = 圖’線錯⑷為固定，隨著鋼錢（丨;= 右側移動，规具有曲面二⑴向左侧或 線二控制單元自 如上述，藉由第2 Μ 時針方向之旋轉，再者， 旋裝^ 控制單元自動驅動及控制鋼 σ (54)選擇性地向左右移動。 槽4參考第四D圖’向外排出裝滿在儲水 夕L山之液.體。此時，液體通過排出口（56)向 出’此過程將自動完成。 外部將如上簡狀#板取_水槽⑸） *去黏合劑獲得單個矽基板。 12 201021226 在上述裝置及方法所使用之直六 鋼錠藉由附件二或附侔-批_ A 办狀之石夕 r B_ 一 一 .、肩不之線鋸得到塊狀大鋼 ,“牛二及附件三顯示1〇〇倍放大攝影切斷用於 1作矽基板之矽鋼錠之線鋸之照片）。 、 爲便於理解附件二—件三_倍放大顯示。 附件二之線鋸係直徑約〇 8_ :繞直徑约°.8職之中央之-個細的線錯，而3 面固定黏接有直徑約25〜45卿之磚石粒子 獲得的線鋸之直徑係約〇. 85〜〇. 9_。 ’ 附件三之線將由直徑約21_之細的線-纏 ,直控約2. lrara之中央之一個細的線鑛而成之七個 粗的線鋸，在中央配置一個’在其外周配置六個， 並將其黏在-起得料。在其外周面固定黏 徑約25〜100卿之碑石粒子。這樣獲得之線鑛之直 徑約 2. 15〜2. 3mm。 如上述製造之石夕基板，例如藉由在其上面形成 ¥電線而製作太陽能電池。根據本發明之太陽能電 池製造之各種產品可崎據設計者之要求各種各樣 製造’這對屬於本技術領域之技術人員來説係自明 的。 以上。參照較佳實施例説明本發明之太陽能電 池用石夕基板及其“裝置和方法，餘*脫離本發 13 201021226 明之範圍内可以進行各種變更、修改或變形。 【圖式簡單說明】 第一圖顯示根據本發明之一較佳實施例之太陽 能電池用石夕基板之概略斜視圖。 第二圖顯示根據本發明之另外較佳實施例之太 陽能電池用矽基板之概略斜視圖。 陽能 第三圖顯示根據本發明之 電池用石夕基板之概略斜視 另外較佳實施例之太 圖。

第四A圖乃至第四。圖顯示用

第三圖之矽基板之製造装置第S 及I造順序之概略圖

【主要元件符號說明】 10 碎基板 11 凹部 12 凸部 13 曲面部 14 平面部 20 矽基板 21 凹部 22 凸部 23 曲面部 24 平面部 30 矽基板 31 凹部 14 201021226 32 凸部 33 曲面部 34 平面部 50 矽基板製造裝置 51 儲水槽 52 環圈驅動軸 53 減振棒 54 鋼錠裝載台 55 供給口 56 排出口 w 線鑛 I 鋼錠

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Claims (1)

1. 201021226 七、申請專利範圍： 1. 一種太陽能電池用矽基板，其特徵為，包括： 多數曲面部，係由凹部及凸部構成，並用於吸 收太陽光； 平面部，係連接於上述多數曲面部之兩側，用 於吸收太陽光，同時，與其他矽基板連接。 2.如申請專利範圍第丨項所述之太陽能電池用 矽基板，其特徵為，上述曲面部及上述平面部之厚 度為 100 〜300 //in。 3·如申請專利範圍第丨項所述之太陽能電池用 矽基板，其特徵為，上述凹部或凸部呈半圓形，上 述曲面部佔整體面積之9 〇%以上。 4. 一種太陽能電池用矽基板，其特徵為，包括： 多數曲面部，係由凹部及第1平面部構成，用 於吸收太陽光； 第2平面部，係連接於上述多數曲面部之兩 侧，用於吸收太陽光，同時，與其他矽基板連接。粵 5. 如申請專利範圍第4項所述之太陽能電池用 石夕基板，其特徵為，上述曲面部及上述第2平面部 之厚度為100〜300娜。 6. 如申請專利範圍第4項所述之太陽能電池用 石夕基板’其特徵為’上述凹部呈半圓形，上述曲面 部佔整體面積之90%以上。 7. —種太陽能電池用矽基板之製造裝置，係製 16 201021226 造申請專利範圍第j項至第6項中任一項所述之石夕 基板之裝置，其特徵為，包括： 水槽，其能夠供給及排出液體； 夕數％圈（wire)驅動軸，其於上述儲水槽内側 壁緊固用於切斷上述石夕基板之線(wiresaw)，並 使之旋轉；

   第1驅動/控制單元，其設置於上述儲水槽外部 而自動驅動及控制多數環圈驅動軸； 鋼錠（ingot)裝载台，其設置於上述儲水槽内， 用於裝载前後上下移動自如之鋼錠； 部，用认2驅動/控制單元，其設置於上述儲水槽外 〇 ;自動驅動及控制上述鋼錠裝載台。 砂美申請專利範圍第7項所述之太陽能電池用 上料置，其特徵為’其進一步包括爲減低 之減振棒 而設置於上述多數環圈㈣轴之間 第7項二ΓΓ基板製造方法’係使用申請專利範圍 第項之裂置製造中請專利範圍第1項至 任—項之矽基板之方法，其特徵為，包括· 之步驟Α;)藉以黏合使嫩固定裝載於鋼旋裂載台 (β )於儲水槽裝滿液體之步驟； a C ) ·由多數線鋸加工上述秒鋼疑而製作夕齡 矽基板之步驟； j表作多數 17 201021226 (D)排出裝滿於上述儲水槽之液體之步驟；以 及 (E)將上述多數矽基板取出上述儲水槽外，除 去黏合獲得單個秒基板之步驟。 1 〇 . —種太陽能電池，其具備為從所入射之太 =光產生電子電洞對之梦基板，其特徵為，上述石夕 基板係藉由申請專利範圍第1項5笛 ^上示項中杯—TS 所述之矽基板。 頁