TWI593124B - 太陽能電池 - Google Patents

Description

太陽能電池

本發明有關於一種半導體太陽能電池，特別是關於包含有透明導電層的太陽能電池之電極結構，分區或分層的方式選擇性的對透明導電層摻入適當濃度分布的奈米金屬粒子，以改良透明導電層之導電性與透光率的綜合特性。

太陽能電池一種將光能轉換為電能的光電元件，其由於低污染、低成本加上可利用源源不絕之太陽能作為能量來源，而成為重要的替代能源之一。太陽能電池之基本構造是運用P型半導體與N型半導體接合而成，當陽光照射至具有此P-N接面的太陽能電池時，光能激發出矽原子中之電子而產生電子和電洞的對流，且這些電子及電洞受P-N接面處構成的內建電場影響而分別聚集在負極及正極兩端，使太陽能電池的兩端產生電壓。此時可使用電極連接太陽能電池的兩端於一外部電路，以形成迴路，進而產生電流，此過程即為太陽電池發電的原理。

而習知異質接面太陽能電池(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer solar cell,HIT)中，主要將本質非晶質層於N型矽晶基板之前、後表面，然後於前、後表面分別成長P型非晶矽薄膜及N型非晶矽薄膜，再於前、後表面各自以濺鍍(Sputter)方式鍍製透明導電氧化物薄膜(Transparent Conductive Oxide Film)。其中該透明導電氧化物具有抗反射、增加載子傳導率、避免非晶質薄膜氧化等功能。

該透明導電氧化物在需兼具前述抗反射之功能下，導致其導電性能受限，進而使太陽能電池的效率亦受到限制。

因此，便有需要提供一種太陽能電池，能夠解決前述的問題。

本發明的主要目的在於提供一種太陽能電池，透過以分層、分區等方式對透明導電層選擇性的摻入適當濃度分布的奈米金屬粒子，以改良透明導電層之導電性與透光率的綜合特性。

為達成上述目的，本發明提供一種太陽能電池，包括有：一半導體基板，具有一第一表面及相對於該第一表面的一第二表面，該半導體基板為單晶或多晶材質；一第一非晶質層，位於該第一表面上；一第一透明導電層，位於該第一非晶質層上；一第二透明導電層，配置位於該第一透明導電層上；以及一第一電極，位於該第二透明導電層上。其中，該第一透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度高於該第二透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度。

本發明之主要特點在於，利用在靠近該第一非晶質層的第一透明導電層內摻入濃度較高的奈米金屬粒子，以於第一時間傳輸第一非晶質層所提供之大量的載子，因此相較於第一透明導電層與第二透明導電層具有相同奈米金屬粒子之濃度的設計，第一透明導電層與第二透明導電層具有不同奈米金屬粒子之濃度的設計可在同樣數量的奈米金屬粒子用量上達到較佳的導電效 果。

本發明之次要目的在於提供一種太陽能電池透過將透明導電層內的奈米金屬粒子依濃度分區配置，並於各層透明導電層內摻入濃度不等的奈米金屬粒子，以有效利用奈米金屬粒子來提升透明導電層之導電特性。

為達成上述目的，本發明依據各透明導電層內部電流密度的高低，將其內所含之奈米金屬粒子依濃度高低區分為高濃度區與低濃度區，並使位於該高濃度區內之奈米金屬粒子的配置位置對應電極，以提高透明導電層的導電性，藉以改良透明導電層之導電性與透光率的綜合特性。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。

100‧‧‧太陽能電池

110‧‧‧半導體基板

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

113a‧‧‧本質非晶質層

113b‧‧‧本質非晶質層

120a‧‧‧第一非晶質層

120b‧‧‧第二非晶質層

130a‧‧‧第一透明導電層

130b‧‧‧第四透明導電層

131a‧‧‧外側面

131b‧‧‧外側面

132a‧‧‧奈米金屬粒子

140a‧‧‧第二透明導電層

140b‧‧‧第五透明導電層

141a‧‧‧外側面

150a‧‧‧第一電極

160‧‧‧背電極層

170a‧‧‧第三透明導電層

170b‧‧‧第六透明導電層

121a‧‧‧外側面

121b‧‧‧外側面

132b‧‧‧奈米金屬粒子

133a‧‧‧高濃度區

133b‧‧‧高濃度區

134a‧‧‧低濃度區

134b‧‧‧低濃度區

141b‧‧‧外側面

142a‧‧‧奈米金屬粒子

150b‧‧‧第二電極

171a‧‧‧奈米金屬粒子

171b‧‧‧奈米金屬粒子

圖1為本發明實施例1之太陽能電池之上視示意圖；圖2為圖1之A-A剖視示意圖；圖3為本發明實施例2之太陽能電池之剖視示意圖；圖4為本發明實施例3之太陽能電池之剖視示意圖；圖5為本發明實施例4之太陽能電池之剖視示意圖；圖6為本發明實施例5之太陽能電池之剖視示意圖；圖7本發明實施例6之太陽能電池之剖視示意圖；圖8本發明實施例7之太陽能電池之剖視示意圖；圖9本發明實施例8之太陽能電池之剖視示意圖；圖10為本發明實施例9之太陽能電池之剖視示意 圖；以及圖11為本發明實施例10之太陽能電池之剖視示意圖。

圖1為本發明實施例1之太陽能電池之上視示意圖、圖2為圖1之A-A剖視示意圖。請同時參閱圖1及圖2，在本實施例中，太陽能電池100以單面受光之HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)構造的太陽能電池為舉例說明，主要包括一半導體基板110、一第一非晶質層120a、一第一透明導電層130a、一第二透明導電層140a及一第一電極150a、一第二非晶質層120b、一背電極層160。

半導體基板110可為單晶或多晶材質(例如P型或N型的矽晶基板)，如圖2所示，其具有一第一表面111及與該第一表面111相對之第二表面112。該第一表面111上設有本質非晶質層113a(例如本質非晶矽層)，且該第二表面112上亦設有本質非晶質層113b，而於其本質非晶質層113b上配置第二非晶質層120b，該第二非晶質層120b上則配置背電極層160。其中，背電極層160為反射率高的金屬例如銀組成，除了導電功能外亦可將光線反射回半導體基板110以增加光的利用率，背電極層160和第二非晶質層120b間亦可增設一透明導電層(圖未示)以匹配金屬層與非晶矽層的功函數與避免銀原子擴散入非晶質層區。

第一非晶質層120a(例如電性摻雜的P⁺型或N⁺型非晶矽層)配置於該半導體基板110的第一表面111上並直接設置於本質非晶質層113a上；第二非晶質 層120b配置於該半導體基板110的第二表面112上並直接設置於本質非晶質層113b上，且第二非晶質層120b為電性摻雜的P⁺型或N⁺型非晶矽層，且第一非晶質層120a和第二非晶質層120b電性相反。

第一透明導電層130a(其材質例如銦錫氧化物或氧化鋁鋅等有良好導電性及透光性)配置於該第一非晶質層120a之外側面121a(在此含以下所述之外側面皆為遠離半導體基板110之表面)上。

第二透明導電層140a(其材質例如銦錫氧化物或氧化鋁鋅等)配置於第一透明導電層130a之外側面131a上。

第一電極150a配置於該第二透明導電層140a之外側面141a上。如圖1所示，該第一電極150a為柵狀電極線型態，可依需求改變第一電極之設置型態，不受本實施例所侷限。

該第一透明導電層130a摻有奈米金屬粒子132a，且該第二透明導電層140a選擇性的摻有奈米金屬粒子。該奈米金屬粒子的材質為金、銀、銅或鋁或其混合物等可降低電阻的奈米金屬粒子，其粒徑約在1~9奈米(nanometer)。該第一及第二透明導電層130a、140a之厚度可約為10~200奈米(nanometer)。

前述摻有奈米金屬粒子132a、142a之該第一及第二透明導電層130a、140a可藉由旋轉塗佈(spin-coating)溶膠凝膠(sol-gel)、噴墨(ink jet)溶膠凝膠(sol-gel)、濺鍍(sputter)或網印(screen printing)等製程而形成。舉例，將摻有奈米銀粒子之銦錫氧化物靶材放置於一真空腔體內，再藉由濺鍍製程將前述摻有奈米金屬粒子132a、142a之該第一及第二透明導電層130a、140a依序形成。

再參閱圖2，該第一透明導電層130a內含之奈米金屬粒子132a的濃度高於該第二透明導電層140a內含之奈米金屬粒子142a的濃度，其中第一透明導電層130a所含的奈米金屬粒子濃度為0.1~10%體積濃度，而該第二透明導電層140a於形成時可不摻有奈米金屬粒子(濃度為0)，但之後可能包含由第一透明導電層130a擴散而來的奈米金屬粒子。進一步說明的是，於圖2中所示之第一透明導電層130a蓋滿第一非晶質層120a的整個表面，但第一透明導電層130a亦可為形狀、位置對應於第一電極150a之圖案化設計，以提高透明導電層(包含第一透明導電層130a、第二透明導電層140a)整體的導電效率及光穿透率。

在本實施例中，當太陽能電池100受光線照射時，太陽光穿透過該第一透明導電層130a與該第二透明導電層140a，以進入第一非晶質層120a、本質非晶質層113a、半導體基板110、本質非晶質層113b、第二非晶質層120b，利用光伏效應(photo voltaic effect，該光伏效應為習知技術，在此不另贅述)將太陽能轉為電能，並透過外部電路連接該第一電極150a與該背電極160形成迴路，使第一透明導電層130a與第二透明導電層140a透過奈米金屬粒子之高導電特性有效地傳輸帶電載子(即電子及電洞)，進而對一外部負載供電。

透過第一透明導電層130a內所摻有的奈米金屬粒子132a與第二透明導電層140a內選擇性所摻有的奈米金屬粒子142a，在不大幅影響其透光度的情況下，提高第一透明導電層130a與第二透明導電層140a的整體導電性(即降低電阻，可傳輸更多帶電載子)，改善透明導電層整體之導電度與透光率的綜合特性。

此外，由於第一透明導電層130a較靠近該 第一非晶質層120a，因此利用該第一透明導電層130a內含之奈米金屬粒子132a的濃度高於該第二透明導電層140a內含之奈米金屬粒子142a的濃度之設計，使該第一透明導電層130a相較該第二透明導電層140a而有較佳的導電性，以便該第一透明導電層130a能在第一時間傳輸由第一非晶質層120a所提供之大量的帶電載子。因此，相較於該第一透明導電層130a及該第二透明導電層140a具有相同奈米金屬粒子之濃度的設計，該第一透明導電層130a及該第二透明導電層140a具有不同奈米金屬粒子之濃度的設計可在同樣數量的奈米金屬粒子用量上達到較佳的導電效果。

圖3為本發明實施例2之太陽能電池之剖視示意圖。請參閱圖3，實施例2之第二透明導電層140a以不添加奈米金屬粒子來舉例說明。為提升第一透明導電層130a的導電性，可依據第一透明導電層130a內部電流密度的高低，將其內所含之奈米金屬粒子132a依濃度高低區分為高濃度區133a與低濃度區134a，並使該高濃度區133a的配置位置對應該第一電極150a，以提高第一透明導電層130a的導電性。舉例，提供摻有奈米銀粒子之銦錫氧化物油墨，再藉由噴墨(ink jet)溶膠凝膠(sol-gel)製程將前述具有奈米金屬粒子132a、132b之高濃度區133a與低濃度區134a依序形成。和實施例1相比，實施例2在水平方向(平行半導體基板110表面方向)上具有奈米金屬粒子之高濃度區133a與低濃度區134a的設計，高濃度區133a的位置和形狀更對應於第一電極150a的位置和形狀，即將高濃度區133a設於電流密度較高的區域，可在奈米金屬粒子數目固定的前提下，更進一步提高載子的傳輸效率，並提高低濃度區的透明導電層穿透率，在極端情形下，前述低濃度區134a的奈米 金屬粒子濃度可為0。

圖4為本發明實施例3之太陽能電池之剖視示意圖。實施例3之第二透明導電層140a以不添加奈米金屬粒子來舉例說明。

於圖2、圖3所示的實施例中，摻有奈米金屬粒子第一透明導電層130a直接接觸第一非晶質層120a，若奈米金屬粒子擴散入該第一非晶質層120a，可能會形成電子-電洞對的復合中心(recombination center)而減少帶電載子。因此，圖4所示的本發明實施例3中，於該第一透明導電層130a與第一非晶質層120a之間設置適當厚度的一第三透明導電層170a作為奈米金屬粒子之一阻擋結構，減少奈米金屬粒子進到第一非晶質層120a的數量，即希望奈米金屬粒子的高濃度區比較接近第一非晶質層120a，但又不致讓奈米金屬粒子大量進入，其結果即為該第一透明導電層130a內含之奈米金屬粒子132a的濃度高於該第三透明導電層170a內含之奈米金屬粒子171a的濃度，藉此可在導電性與帶電載子數量之間取得平衡。

圖5為本發明實施例4之太陽能電池之剖視示意圖，本發明之實施例4大致上類似於實施例1，其主要差異在於，實施例4為雙面受光之HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)構造的太陽能電池，其太陽能電池100更包括有一第四透明導電層130b、一第五透明導電層140b及一第二電極150b。

第四透明導電層130b配置於該第二非晶質層120b之外側面121b上，與該第一透明導電層130a相對應，且該第四透明導電層130b為銦錫氧化物或氧化鋁鋅等。

第五透明導電層140b配置於該第四透明導 電層130b之外側面131b上，與該第二透明導電層140a相對應，且該第五透明導電層140b為銦錫氧化物或氧化鋁鋅等。

第二電極150b配置於該第五透明導電層140b之外側面141b上，其與該第一電極150a同樣為柵狀電極線型態(請再參閱圖1)，亦可依需求改變其設置型態，不受本實施例所侷限。

承上所述，該第四透明導電層130b和該第五透明導電層140b選擇性的摻有奈米金屬粒子。該奈米金屬粒子的材質為金、銀、銅或鋁或其混合物等可降低電阻的奈米金屬粒子，其粒徑約在1~9奈米(nanometer)。該第四及第五透明導電層130b、140b之厚度可約為10~200奈米(nanometer)。

前述摻奈米金屬粒子132b、142b之該第四及第五透明導電層130b、140b可藉由旋轉塗佈(spin-coating)溶膠凝膠(sol-gel)、噴墨(ink jet)溶膠凝膠(sol-gel)、濺鍍(sputter)或網印(screen printing)等製程而完成。

在參閱圖5，該第四透明導電層130b內含之奈米金屬粒子132b的濃度高於該第五透明導電層140b內含之奈米金屬粒子142b的濃度，其中第四透明導電層130b所含的奈米金屬粒子濃度為0.1~10%體積濃度，而該第五透明導電層140b於形成時可不摻有奈米金屬粒子(濃度為0)，但之後可能包含由第四透明導電層130b擴散而來的奈米金屬粒子。進一步說明的是，於圖5中所示之第四透明金屬層130b蓋滿第二非晶質層120b的整個表面，但第四透明金屬層130b亦可為形狀、位置對應於第二電極150b之圖案化設計，以提高透明導電層(包含第四透明導電層130b、第五透明導電層140b)_整 體的導電效率及光穿透率。

由上述本發明實施例4之太陽能電池100可知，該半導體基板110之第一表面111與第二表面112皆為受光面，且本實施例以該第一表面111作為主要受光面，該第二表面112則為次要受光面。因此，由於次要受光面的受光量較少，本實施例中，該第四透明導電層130b內含之奈米金屬粒子132b的濃度高於該第一透明導電層130a內含之奈米金屬粒子132b的濃度，以平衡導電性及傳輸帶電載子(即電子及電洞)之數量。

而實施例4之太陽能電池100受光線照射時，太陽光可穿透過該第一透明導電層130a與該第二透明導電層140a以及該第四透明導電層130b與該第五透明導電層140b，以進入本質非晶質層113a、半導體基板110、本質非晶質層113b，利用光伏效應(photovoltaic effect)將太陽能轉為電能，並透過外部電路連接該第一電極150a與該第二電極150b形成迴路，使第一透明導電層130a與第二透明導電層140a以及第四透明導電層130b與第五透明導電層140b透過奈米金屬粒子之高導電特性而有效地傳輸帶電載子(即電子及電洞)，進而對一外部負載供電。

圖6為本發明實施例5之太陽能電池之剖視示意圖。實施例5之第二透明導電層140a及第五透明導電層140b皆以該層形成時不添加奈米金屬粒子為例、半導體基板110之第一表面111之面向為主要受光面以及半導體基板110之第二表面112之面向為次要受光面來舉例說明。請參閱圖6，本發明之實施例5大致上類似於實施例4，其主要結合前述實施例2中將第一透明導電層130a內的奈米金屬粒子132a依據通過第一透明導電層130a的電流密度高低，於水平方向上將該層 依所含之奈米金屬粒子132a的濃度高低而區分為高濃度區133a與低濃度區134a，並使該高濃度區133a的的形狀及配置位置對應該第一電極150a，提升第一透明導電層130a的導電、透光綜合效率。

相似的，於水平方向上將第四透明導電層130b依所含的奈米金屬粒子132b濃度高低，分為具有奈米金屬粒子132b之高濃度區133b與低濃度區134b，並使該高濃度區133b的形狀及配置位置對應該第二電極150b，以提升第四透明導電層130b的導電、透光綜合效率。

舉例，提供摻有奈米銀粒子之銦錫氧化物油墨，再藉由噴墨(ink jet)溶膠凝膠(sol-gel)製程將前述具有奈米金屬粒子132a、132b之高濃度區133a、133b與低濃度區134a、134b依序形成。

本發明實施例5之具有奈米金屬粒子之高濃度區與低濃度區的設計除了可提升第一及第四透明導電層的導電性，以有效地傳輸帶電載子(即電子及電洞)，並可增加太陽光的穿透效率。

圖7本發明實施例6之太陽能電池之剖視示意圖。實施例6之第二透明導電層140a及第五透明導電層140b皆以該層形成時不添加奈米金屬粒子為例、半導體基板110之第一表面111之面向為主要受光面以及半導體基板110之第二表面112之面向為次要受光面來舉例說明。於圖5所示的實施例中，摻有奈米金屬粒子第一透明導電層130a直接接觸第一非晶質層120a，若奈米金屬粒子擴散入該第一非晶質層120a，可能會形成電子-電洞對的復合中心(recombination center)而減少帶電載子，因此，圖7所示的本發明實施例6中，於該第一透明導電層130a與第一非晶質層120a之間設置適當 厚度的一第三透明導電層170a作為奈米金屬粒子之一阻擋結構，減少奈米金屬粒子進到第一非晶質層120a的數量，即希望奈米金屬粒子的高濃度區比較接近第一非晶質層120a，但又不致讓奈米金屬粒子大量進入，其結果即為該第一透明導電層130a內含之奈米金屬粒子132a的濃度高於該第三透明導電層170a內含之奈米金屬粒子171a的濃度，藉此可在導電性與帶電載子數量之間取得平衡。圖8本發明實施例7之太陽能電池之剖視示意圖。實施例7之第二透明導電層140a及第五透明導電層140b皆以該層形成時不添加奈米金屬粒子為例、半導體基板110之第一表面111之面向為主要受光面以及半導體基板110之第二表面112之面向為次要受光面來舉例說明。圖8所示的本發明實施例7大致上類似於實施例5與實施例6之組合，主要在於為提升第一透明導電層130a的導電性，可依據第一透明導電層130a內部電流密度的高低，將其內所含之奈米金屬粒子132a依濃度高低區分為高濃度區133a與低濃度區134a，並使該高濃度區133a的配置位置對應該第一電極150a，以提高第一透明導電層130a的導電性。

又，摻有奈米金屬粒子第四透明導電層130b直接接觸第二非晶質層120b，若奈米金屬粒子擴散入該第二非晶質層120b，可能會形成電子-電洞對的復合中心(recombination center)而減少帶電載子，因此，於該第四透明導電層130b與第二非晶質層120b之間設置適當厚度的一第六透明導電層170b作為奈米金屬粒子之一阻擋結構，減少奈米金屬粒子進到第二非晶質層120b的數量，即希望奈米金屬粒子的高濃度區比較接近第二非晶質層120b，但又不致讓奈米金屬粒子大量進入，其結果即為該第四透明導電層130b內含之奈米金屬粒子 132b的濃度高於該第六透明導電層170b內含之奈米金屬粒子171b的濃度，藉此可在導電性與帶電載子數量之間取得平衡。

圖9本發明實施例8之太陽能電池之剖視示意圖。實施例8之第二透明導電層140a及第五透明導電層140b皆以該層形成時不添加奈米金屬粒子為例、半導體基板110之第一表面111之面向為主要受光面以及半導體基板110之第二表面112之面向為次要受光面來舉例說明。請參閱圖9，本發明之實施例8大致上類似於實施例7，其主要為提升第四透明導電層130b的導電性，可依據第四透明導電層130b內部電流密度的高低，將其內所含之奈米金屬粒子132b依濃度高低區分為高濃度區133b與低濃度區134b，並使該高濃度區133b的配置位置對應該第二電極150b，以提高第四透明導電層130b的導電性。

和實施例7相比，於實施例8之次要受光面中，在水平方向(平行半導體基板110表面方向)上具有奈米金屬粒子之高濃度區與低濃度區的設計，高濃度區的位置和形狀更對應於第二電極150b，即將高濃度區設於電流密度較高的區域，可在奈米金屬粒子數目固定的前提下，更進一步提高載子的傳輸效率，並提高低濃度區的透明導電層穿透率，在極端情形下，前述低濃度區的奈米金屬粒子濃度可為0。

圖10為本發明實施例9之太陽能電池之剖視示意圖。實施例9之第二透明導電層140a及第五透明導電層140b皆以該層形成時不添加奈米金屬粒子為例、半導體基板110之第一表面111之面向為主要受光面以及半導體基板110之第二表面112之面向為次要受光面來舉例說明。於圖7所示的實施例中，摻有奈米金 屬粒子第四透明導電層130b直接接觸第二非晶質層120b，若奈米金屬粒子擴散入該第二非晶質層120b，可能會形成電子-電洞對的復合中心(recombination center)而減少帶電載子，因此，圖10所示的本發明實施例9中，於該第四透明導電層130b與第二非晶質層120b之間設置適當厚度的一第六透明導電層170b作為奈米金屬粒子之一阻擋結構，減少奈米金屬粒子進到第二非晶質層120b的數量，即希望奈米金屬粒子的高濃度區比較接近第二非晶質層120b，但又不致讓奈米金屬粒子大量進入，其結果即為該第四透明導電層130b內含之奈米金屬粒子132b的濃度高於該第六透明導電層170b內含之奈米金屬粒子171b的濃度，藉此可在導電性與帶電載子數量之間取得平衡。

圖11為本發明實施例10之太陽能電池之剖視示意圖。實施例10之第二透明導電層140a及第五透明導電層140b皆以該層形成時不添加奈米金屬粒子為例、半導體基板110之第一表面111之面向為主要受光面以及半導體基板110之第二表面112之面向為次要受光面來舉例說明。請參閱圖11，本發明之實施例10大致上類似於實施例9，其主要為提升第四透明導電層130b的導電性，可依據第四透明導電層130b內部電流密度的高低，將其內所含之奈米金屬粒子132b依濃度高低區分為高濃度區133b與低濃度區134b，並使該高濃度區133b的配置位置對應該第二電極150b，以提高第四透明導電層130b的導電性。

和實施例9相比，於實施例10中，在水平方向(平行半導體基板1110表面方向)上具有奈米金屬粒子之高濃度區與低濃度區的設計，高濃度區的位置和形狀更對應於第二電極150b，即將高濃度區設於電流密度 較高的區域，可在奈米金屬粒子數目固定的前提下，更進一步提高載子的傳輸效率，並提高低濃度區的透明導電層穿透率，在極端情形下，前述低濃度區的奈米金屬粒子濃度可為0。

由上述可知，太陽能電池主要在不會大幅影響透光度之情況下，於各透明導電層內摻入濃度不等的奈米金屬粒子來提升導電性，同時，以靠近非晶質層的透明導電層內所含的奈米金屬粒子的濃度為較高者，以於第一時間傳輸非晶質層所提供之大量的載子，因此相較於各透明導電層具有相同奈米金屬粒子之濃度的設計，透明導電層具有不同奈米金屬粒子之濃度的設計可在同樣數量的奈米金屬粒子用量上達到較佳的導電效果。此外，再依據透明導電層內部電流密度的高低，將其內所含之奈米金屬粒子依濃度高低區分為高濃度區與低濃度區，並使位於該高濃度區內之奈米金屬粒子的配置位置對應電極，以提高透明導電層的導電性，藉以改良透明導電層之導電性與透光率的綜合特性。

綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

100‧‧‧太陽能電池

110‧‧‧半導體基板

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

113a‧‧‧本質非晶質層

113b‧‧‧本質非晶質層

120a‧‧‧第一非晶質層

120b‧‧‧第二非晶質層

121a‧‧‧外側面

130a‧‧‧第一透明導電層

131a‧‧‧外側面

132a‧‧‧奈米金屬粒子

140a‧‧‧第二透明導電層

141a‧‧‧外側面

142a‧‧‧奈米金屬粒子

150a‧‧‧第一電極

160‧‧‧背電極層

Claims (10)

1. 一種太陽能電池，包括：一半導體基板，具有一第一表面及相對於該第一表面的一第二表面，該半導體基板為單晶或多晶材質；一第一非晶質層，位於該第一表面上；一第一透明導電層，位於該第一非晶質層之外側面上；一第二透明導電層，位於該第一透明導電層之外側面上；以及一第一電極，位於該第二透明導電層之外側面上，其中，該第一透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度高於該第二透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度。
2. 如請求項1所述之太陽能電池，更包括有一第三透明導電層，位於該第一透明導電層與該第一非晶質層之間，且該第一透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度高於該第三透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度。
3. 如請求項1所述之太陽能電池，其中該第一透明導電層依所含之奈米金屬粒子濃度高低區分為一高濃度區與一低濃度區，該第一透明導電層的該高濃度區之位置對應該第一電極之位置。
4. 如請求項3所述之太陽能電池，其中該第一透明導電層的該高濃度區之形狀對應於該第一電極之形狀。
5. 如請求項1或2或3所述之太陽能電池，更包括：一第二非晶質層，位於該第二表面上；一第四透明導電層，位於該第二非晶質層之外側面上；一第五透明導電層，位於該第四透明導電層之外側面上；以及一第二電極，配置於該第五透明導電層之外側面上， 其中，該第四透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度高於該第五透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度。
6. 如請求項5所述之太陽能電池，更包括一第六透明導電層，位於該第四透明導電層與該第二非晶質層之間，且該第四透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度高於該第六透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度。
7. 如請求項6所述之太陽能電池，其中該第四透明導電層依所含奈米金屬粒子的濃度高低區分為一高濃度區與一低濃度區，該第四透明導電層的該高濃度區之位置對應該第二電極之位置。
8. 如請求項7所述之太陽能電池，其中該第四透明導電層之該高濃度區之形狀對應於該第二電極之形狀。
9. 如請求項5所述之太陽能電池，其中該第一表面為該太陽能電池的主要受光面，該第四透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度高於該第一透明導電層內含之奈米金屬粒子的濃度。
10. 如請求項5所述之太陽能電池，其中該奈米金屬粒子的材質為金、銀、銅或鋁或其混合物，其粒徑約在1~9奈米。