專(zhuān)利名稱(chēng)：涂布式太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能電池，特別是指一種利用涂布方式形成二氧化鈦光觸媒層的涂布式太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
高油價(jià)時(shí)代來(lái)臨及國(guó)際各國(guó)對(duì)于環(huán)保與氣候暖化的關(guān)注，促使綠色能源產(chǎn)業(yè)快速成長(zhǎng)，目前在全球的規(guī)模已達(dá)到數(shù)十億美元。綠色能源又稱(chēng)為潔凈能源(包括水資源、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)?、清潔煤?，舉凡對(duì)環(huán)境有利的產(chǎn)業(yè)都包括在綠能的定義中。而隨著節(jié)能、 低碳議題發(fā)贊，其中又以太陽(yáng)能電池最受到矚目，太陽(yáng)能電池具有使用方便、取之不盡、用之不竭、無(wú)廢棄物、無(wú)污染、無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部份、無(wú)噪音、可阻隔輻射熱、使用壽命長(zhǎng)、尺寸可隨意變化、并與建筑物作結(jié)合及普及化等優(yōu)點(diǎn)。尤其臺(tái)灣多數(shù)地區(qū)日照非常充足，因此相當(dāng)適合推廣太陽(yáng)能發(fā)電的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展。建筑整合型太陽(yáng)光電系統(tǒng)(BuildingIntegrated Photovoltaics，BIPV)是目前相當(dāng)提倡的綠色建筑，在地狹人稠與土地價(jià)格昂貴的地區(qū)，它是解決土地設(shè)置成本過(guò)高與整合發(fā)電設(shè)備與建筑物外觀的最佳方案。但要如何將具較低成本的太陽(yáng)能電池結(jié)合于此系統(tǒng)，以有效提高綠色建筑的普及性，增進(jìn)永續(xù)性與環(huán)保的替代性能源的使用率，也成為一個(gè)重要的課題。再者，盡管建筑整合型太陽(yáng)光電系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)，設(shè)置完成后，并無(wú)需經(jīng)常性地予以維護(hù)，因此壽命都可達(dá)到20年以上；然而，畢竟乃是設(shè)置于建筑物外部，經(jīng)年累月的風(fēng)吹雨淋，表面難免會(huì)沾粘灰塵、異物等，雖然不至于影響基本運(yùn)作，但是因?yàn)楦街诒砻?，卻會(huì)影響太陽(yáng)光線實(shí)際照射的比率，等同降低了整體太陽(yáng)光電系統(tǒng)的效率。但是，建筑整合型太陽(yáng)光電系統(tǒng)與建筑物結(jié)合、甚至取代了傳統(tǒng)的外墻，因此清洗上更是不容易。
發(fā)明內(nèi)容鑒于以上的問(wèn)題，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種涂布式太陽(yáng)能電池，利用涂布的方式來(lái)形成二氧化鈦光觸媒層，憑借氧化還原反應(yīng)，可以分解水中雜質(zhì)及臟污，而可大體上解決背景技術(shù)存在的缺失。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種涂布式太陽(yáng)能電池，其特征在于，包含有一內(nèi)透明基板；一第一透明導(dǎo)電層，位于該內(nèi)透明基板上；一第一型半導(dǎo)體層，位于該第一透明導(dǎo)電層上；一本質(zhì)型半導(dǎo)體層，位于該第一型半導(dǎo)體層上；一第二型半導(dǎo)體層，位于該本質(zhì)型半導(dǎo)體層上；一第二透明導(dǎo)電層，位于該第二型半導(dǎo)體層上；一外透明基板，位于該第二透明導(dǎo)電層上；及[0015]一二氧化鈦光觸媒層，利用涂布方式形成于該外透明基板表面，當(dāng)該二氧化鈦光觸媒層照射光源后，憑借氧化還原反應(yīng)，可以分解水中雜質(zhì)及臟污。其中該內(nèi)透明基板的材質(zhì)選自玻璃、石英、透明塑膠、藍(lán)寶石基板及透明可撓性材料的群組組合中任一。其中該第一型半導(dǎo)體層是透明P型半導(dǎo)體，則該第二型半導(dǎo)體層是透明N型半導(dǎo)體，或該第一型半導(dǎo)體層是透明N型半導(dǎo)體，則該第二型半導(dǎo)體層是透明P型半導(dǎo)體。其中該透明P型半導(dǎo)體的材質(zhì)選自于銅鋁氧化物、銅鎵氧化物、銅鈧氧化物、銅鉻氧化物、銅銦氧化物、銅釔氧化物及銀銦氧化物的透明導(dǎo)電氧化物的群組組合中任一。其中該透明N型半導(dǎo)體的材質(zhì)選自于氧化鋅、氧化錫、氧化銦鋅及氧化銦錫的透明導(dǎo)電氧化物的群組組合中任一。其中更包含一設(shè)置于該二氧化鈦光觸媒層上方的噴水器。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型所揭示的涂布式太陽(yáng)能電池，包含有內(nèi)透明基板、第一透明導(dǎo)電層、第一型半導(dǎo)體層、本質(zhì)型半導(dǎo)體層、第二型半導(dǎo)體層、第二透明導(dǎo)電層、外透明基板以及二氧化鈦光觸媒層，其中二氧化鈦光觸媒層是利用涂布方式形成于外透明基板表面，當(dāng)二氧化鈦光觸媒層照射光源后，憑借氧化還原反應(yīng)，可以分解水中雜質(zhì)及臟污，因此可針對(duì)涂布式太陽(yáng)能電池的外表面予以自動(dòng)清潔，維持太陽(yáng)能電池于良好的接收光線條件下運(yùn)作。再者，二氧化鈦光觸媒層乃是憑借涂布的方式予以成型，故制程簡(jiǎn)便易于控制，能夠維持涂布的均勻性、品質(zhì)，且成本低廉、可大面積生產(chǎn)，而可進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。再者，本實(shí)用新型也可利用噴水器的增設(shè)，憑借噴灑水流使雜質(zhì)及臟污自動(dòng)流失， 進(jìn)一步提高可自動(dòng)清理的效果。

圖1為本實(shí)用新型的涂布式太陽(yáng)能電池的應(yīng)用例的示意圖；圖2為本實(shí)用新型的涂布式太陽(yáng)能電池的示意圖；圖3為本實(shí)用新型的涂布式太陽(yáng)能電池增設(shè)有噴水器的實(shí)施例示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10-涂布式太陽(yáng)能電池；11-內(nèi)透明基板；12-第一透明導(dǎo)電層； 13-第一型半導(dǎo)體層；14-本質(zhì)型半導(dǎo)體層；15-第二型半導(dǎo)體層；16-第二透明導(dǎo)電層； 17-外透明基板；18-二氧化鈦光觸媒層；70-建筑物；71-屋頂；72-側(cè)墻。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1，系繪示本實(shí)用新型所提供的實(shí)施例的涂布式太陽(yáng)能電池的應(yīng)用例的示意圖。建筑整合型太陽(yáng)光電系統(tǒng)(BuildingIntegrated Photovoltaics, BIPV)是結(jié)合太陽(yáng)能發(fā)電與建筑物外墻兩項(xiàng)功能的雙用途產(chǎn)品，由圖中所繪示，建筑物70的外圍墻板， 諸如屋頂71、或是側(cè)墻72 (包含門(mén)窗)等，都可運(yùn)用本實(shí)用新型所提供涂布式太陽(yáng)能電池 (可用模塊方式堆迭或是以陣列方式排列等)予以替代，如此建筑整合型太陽(yáng)光電系統(tǒng)可有效利用建筑物的表面積，并替代建筑物的外表包覆材料，或是代替屋頂、墻面、窗戶的建材，同時(shí)可遮陽(yáng)，降低建筑物外表溫度。[0030]請(qǐng)參照?qǐng)D2，是繪示本實(shí)用新型所提供的涂布式太陽(yáng)能電池的示意圖。根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的涂布式太陽(yáng)能電池10，包含有內(nèi)透明基板11、第一透明導(dǎo)電層12、第一型半導(dǎo)體層13、本質(zhì)型半導(dǎo)體層14、第二型半導(dǎo)體層15、第二透明導(dǎo)電層16 和外透明基板17，且外透明基板17上方更利用涂布方式形成有二氧化鈦光觸媒層18。內(nèi)透明基板11與外透明基板17的材質(zhì)可為玻璃、石英、透明塑膠、藍(lán)寶石基板或透明可撓性材料等中任一，而第一透明導(dǎo)電層12與第二透明導(dǎo)電層16常見(jiàn)者為銦錫氧化物andium Tin Oxide ;ΙΤ0)、二氧化錫(SnO2)系列、氧化鋅(SiO)系列的透明導(dǎo)電膜 (Transparent Conducting Oxide ；TCO)。為了能夠接收太陽(yáng)光而產(chǎn)生電能，在本質(zhì)型半導(dǎo)體層14兩側(cè)上分別涂上二種具不同導(dǎo)電性質(zhì)的P型半導(dǎo)體及N型半導(dǎo)體(第一型半導(dǎo)體層13、第二型半導(dǎo)體層1 ，當(dāng)太陽(yáng)光照射在PN接面，部份電子因而擁有足夠的能量，離開(kāi)原子而變成自由電子，失去電子的原子因而產(chǎn)生電洞。通過(guò)P型半導(dǎo)體及N型半導(dǎo)體分別吸引電洞與電子，把正電和負(fù)電分開(kāi)，在PN接面兩端因而產(chǎn)生電位差。在導(dǎo)電層接上電路，使電子得以通過(guò)，并與在PN接面另一端的電洞再次結(jié)合，電路中便產(chǎn)生電流，即可憑借譬如導(dǎo)線將電能予以輸出。故，第一型半導(dǎo)體層13與第二型半導(dǎo)體層15可為透明P型半導(dǎo)體與透明N型半導(dǎo)體，換句話說(shuō)，若第一型半導(dǎo)體層13為透明P型半導(dǎo)體，則第二型半導(dǎo)體層15為透明N 型半導(dǎo)體；另一方面，若是第一型半導(dǎo)體層13為透明N型半導(dǎo)體，則第二型半導(dǎo)體層15是透明P型半導(dǎo)體。其中透明P型半導(dǎo)體的材質(zhì)可選自于銅鋁氧化物、銅鎵氧化物、銅鈧氧化物、銅鉻氧化物、銅銦氧化物、銅釔氧化物及銀銦氧化物等的透明導(dǎo)電氧化物中任一，而透明N型半導(dǎo)體的材質(zhì)可選自于氧化鋅、氧化錫、氧化銦鋅及氧化銦錫的透明導(dǎo)電氧化物等材質(zhì)中任一。而二氧化鈦光觸媒層18設(shè)置于最外層，二氧化鈦的兩種常見(jiàn)的晶體結(jié)構(gòu)，分別為金紅石相和銳鈦礦相，而銳鈦礦相的二氧化鈦具有較優(yōu)良的光觸媒活性，故大部分的光觸媒研究都著眼于此。當(dāng)二氧化鈦光觸媒受到大于二氧化鈦能隙寬度的光線照射后，電子會(huì)從價(jià)帶躍遷至導(dǎo)電帶，因而產(chǎn)生電子-電洞對(duì)，其中電子具還原性，電洞具氧化性，電洞會(huì)和二氧化鈦表面上的OH-反應(yīng)生成氧化性很高的OH-自由基，電子則會(huì)和氧分子結(jié)合形成超氧離子(O2-)，活潑的OH-自由基和超氧離子可以把有機(jī)物分解，變?yōu)槎趸己退?，因而達(dá)到凈化效果。因此，憑借二氧化鈦光觸媒層18可以把周遭環(huán)境中的污染物質(zhì)分解，還可以利用二氧化鈦的超親水性質(zhì)，使得表面污垢更容易去除。當(dāng)有油滴或臟污附著在光觸媒表面時(shí)， 由于光觸媒表面的超親水性質(zhì)使油污不易附著，經(jīng)清水沖洗后，可以使臟污很容易清除。故能達(dá)到自動(dòng)清洗的作用，不僅可使涂布式太陽(yáng)能電池10表面維持潔凈，進(jìn)而使太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率持續(xù)維持于較佳狀態(tài)，更能降低維護(hù)建筑整合型太陽(yáng)光電系統(tǒng)(BIPV)所需的成本。因此，在受到太陽(yáng)光的照射后，二氧化鈦光觸媒層18憑借氧化還原反應(yīng)，會(huì)開(kāi)始分解臟污，在下過(guò)雨后，臟污就會(huì)隨著水一起脫落。另一方面，請(qǐng)參閱圖3，為本實(shí)用新型的涂布式太陽(yáng)能電池增設(shè)有噴水器的實(shí)施例示意圖，也可于二氧化鈦光觸媒層18上方增設(shè)有噴水器19，定期提供清潔水來(lái)沖洗二氧化鈦光觸媒層18，以免長(zhǎng)期間未下雨而造成臟污難以清洗。并且，根據(jù)本實(shí)用新型揭示的涂布式太陽(yáng)能電池，因二氧化鈦光觸媒層18乃是通過(guò)涂布的方式來(lái)形成，因此制程條件簡(jiǎn)單且易于控制，能夠維持涂布的均勻性、品質(zhì)，且成本低廉，而可進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力；進(jìn)而可降低制造建筑整合型太陽(yáng)光電系統(tǒng)(BIPV)所需的成本，增進(jìn)其推廣性。 以上說(shuō)明對(duì)本實(shí)用新型而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種涂布式太陽(yáng)能電池，其特征在于，包含有 一內(nèi)透明基板；一第一透明導(dǎo)電層，位于該內(nèi)透明基板上；一第一型半導(dǎo)體層，位于該第一透明導(dǎo)電層上；一本質(zhì)型半導(dǎo)體層，位于該第一型半導(dǎo)體層上；一第二型半導(dǎo)體層，位于該本質(zhì)型半導(dǎo)體層上；一第二透明導(dǎo)電層，位于該第二型半導(dǎo)體層上；一外透明基板，位于該第二透明導(dǎo)電層上；及一二氧化鈦光觸媒層，利用涂布方式形成于該外透明基板表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂布式太陽(yáng)能電池，其特征在于該內(nèi)透明基板的材質(zhì)選自玻璃、石英、透明塑膠、藍(lán)寶石基板及透明可撓性材料中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂布式太陽(yáng)能電池，其特征在于該第一型半導(dǎo)體層是透明 P型半導(dǎo)體，則該第二型半導(dǎo)體層是透明N型半導(dǎo)體，或該第一型半導(dǎo)體層是透明N型半導(dǎo)體，則該第二型半導(dǎo)體層是透明P型半導(dǎo)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的涂布式太陽(yáng)能電池，其特征在于該透明P型半導(dǎo)體的材質(zhì)選自于銅鋁氧化物、銅鎵氧化物、銅鈧氧化物、銅鉻氧化物、銅銦氧化物、銅釔氧化物及銀銦氧化物的透明導(dǎo)電氧化物中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的涂布式太陽(yáng)能電池，其特征在于該透明N型半導(dǎo)體的材質(zhì)選自于氧化鋅、氧化錫、氧化銦鋅及氧化銦錫的透明導(dǎo)電氧化物中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂布式太陽(yáng)能電池，其特征在于還包含一設(shè)置于該二氧化鈦光觸媒層上方的噴水器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種涂布式太陽(yáng)能電池，乃于內(nèi)透明基板上依序設(shè)有第一透明導(dǎo)電層、第一型半導(dǎo)體層、本質(zhì)型半導(dǎo)體層、第二型半導(dǎo)體層、第二透明導(dǎo)電層、外透明基板與二氧化鈦光觸媒層，而且，此二氧化鈦光觸媒層是利用涂布方式所形成，其制程簡(jiǎn)便、成本低廉、可大面積生產(chǎn)，再者，此涂布式太陽(yáng)能電池可作為建筑結(jié)構(gòu)的墻板，當(dāng)二氧化鈦光觸媒層照射光源后，憑借氧化還原反應(yīng)，可以分解水中雜質(zhì)及臟污，另外，本實(shí)用新型也可利用噴水器的增設(shè)，憑借噴灑水流使雜質(zhì)及臟污自動(dòng)流失，進(jìn)一步提高可自動(dòng)清理的效果。
文檔編號(hào)H01L31/02GK201936893SQ20102063080
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者劉吉人, 張一熙, 梅長(zhǎng)锜 申請(qǐng)人:吉富新能源科技(上海)有限公司