半導體納米涂料組成物及其用于制成太陽能電池的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是關于一種半導體涂料組成物；特別關于一種適用于以液態(tài)涂布或氣態(tài)噴灑的方法去制造太陽能電池，且使太陽能電池具有較佳發(fā)電效果及富有電磁波遮蔽效果的半導體納米涂料組成物，以及使用該半導體納米涂料組成物制成太陽能電池(Solar cell)的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著工業(yè)發(fā)展及消費性電子產品普及化，生活環(huán)境中充斥的非游離輻射電磁波也隨之增多；此外，為了顧及環(huán)保綠能的永續(xù)發(fā)展，以天然能源為主的太陽能電池儼然成為重要且廣為所用的技術。
[0003]一般太陽能電池的類型繁多，其中又以硅基太陽能電池最為常見。該硅基太陽能電池具有P/Ν 二極體層(P/N d1de)、抗反射層(antireflect1n)、正面電極(frontcontact electrode)及背面電極(back contact electrode)等基本結構；且當太陽光激發(fā)硅原子的電子(Electron)、電洞(Ho 1 e )對而致其游離，游離后的電子會受P/Ν 二極體間的內建電場影響被加速分離，甚至受到P/Ν 二極體間的內建電場影響，而使電子及電洞分別被吸引至其上、下二端金屬導線，以形成發(fā)電與導電回路。
[0004]然而，由于傳統(tǒng)硅基材的太陽能電池在生產制造過程不管是P/Ν 二極體層或抗反射層(antireflect1n)、正面電極(front contact electrode)及背面電極(back contactelectrode)、空乏層等基本結構的材料通常是為固態(tài)材料所組成，此類生產方法大大限制整體太陽能電池的使用型態(tài)，甚至不易于未來加工于軟性基板或可撓性基板的表面；此外，以傳統(tǒng)固態(tài)材料基材表面制造太陽能電池時，制造的納米級尺寸粗糙，并受限于無法有效微細化與控制，而導致白光中只有某些高能量區(qū)段的光譜才能讓電子電洞被游離激發(fā)，因為這一個原因，使用傳統(tǒng)方法生產的硅基太陽能電池的發(fā)電效率一直無法顯現(xiàn)大幅提升。
[0005]另一方面，傳統(tǒng)硅基材的太陽能電池縱使可以是由半導體、金屬、陶瓷、有機材料等構成，但對于生活環(huán)境中所富含的大量電磁波也僅能發(fā)揮部份的遮蔽作用，更往往造成電磁波反射、繞射、潛行而繼續(xù)散射于生活環(huán)境中，無法根本有效地消除電磁波輻射所產生的污染。
[0006]有鑒于此，確實有必要發(fā)展一種有別于習知的半導體納米涂料組成物，以由此半導體納米涂料組成物，制成具較佳發(fā)電效能，又兼具有電磁波遮蔽效果與太陽能發(fā)電池效果的涂層，進一步解決如前所述的各種問題。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明主要目的乃改善上述問題，以提供一種具有電磁波遮蔽效果的半導體納米涂料組成物，其能夠兼具較佳發(fā)電效果及電磁波遮蔽效果，進而可以使用于各種型態(tài)的基板表面，使太陽能發(fā)電結構體有更多展現(xiàn)場所，也可以大大降低太陽能發(fā)電結構的制造成本者。
[0008]本發(fā)明次一目的是提供一種以具電磁波遮蔽效果的半導體納米涂料組成物制成太陽能電池的方法，其能夠易于控制半導體納米涂料組成物的尺寸大小與均勻度，以借納米級尺寸的發(fā)電單體增加發(fā)電效率并富含電磁波遮蔽作用者。
[0009]本發(fā)明又一目的是提供一種以具電磁波遮蔽效果的半導體納米涂料組成物制成太陽能電池的方法，其能夠于室溫下進行，可以大幅降低生產成本，并以大面積與簡易方式實施，進而簡化制程而符合經濟效益者。
[0010]為達到前述發(fā)明目的，本發(fā)明具電磁波遮蔽效果的半導體納米涂料組成物，包含0.01%?49%的納米化Ν/P型雜質添加劑粉體、50%?99%的納米化半導體基材、0.01%?30%的導電膠材及0.01%?10%的納米碳管，且該納米化半導體基材與該納米化Ν/P型雜質添加劑粉體的粒徑大小均為10 9?10 7米。
[0011]其中，該納米碳管為單壁納米碳管，該單壁納米碳管的直徑為0.6?4納米。
[0012]其中，該納米碳管為多壁納米碳管，該多壁納米碳管的直徑為10?240納米。
[0013]其中，該納米化Ν/P型雜質添加劑粉體為納米化N型雜質添加劑粉體、納米化P型雜質添加劑粉體或等量的納米化P型雜質添加劑粉體與納米化N型雜質添加劑粉體混摻的混合添加劑。
[0014]其中，該納米化N型雜質添加劑粉體選自磷化氫、五氧化二磷、砷化氫、五氧化二砷或磷化氫與五氧化二磷的混合。
[0015]其中，該納米化P型雜質添加劑粉體為乙硼烷或B205。
[0016]其中，另添加0.01%?49%的化學溶劑，該化學溶劑為甲醇、乙醇、苯、對二甲苯、苯甲醇或甲苯。
[0017]其中，另添加0.01%?49%的鈍化氣體,該鈍化氣體為氮氣、氦氣、氖氣、氪氣或氬氣。
[0018]其中，另添加有0.01%?49%的染料，該染料為TCPP染料。
[0019]其中，另添加有0.01%?49%的抗反射材，該抗反射材為二氧化硅粉體或氮化硅粉體，且粒徑為10 9?10 7米。
[0020]其中，另添加有0.01%?3%透明漆料。
[0021]其中，該納米化半導體基材為硅、砷化鎵、鍺、ZnS、MgF2或納米碳管。
[0022]其中，該導電膠材為鋁膠或銀膠。
[0023]為達到前述發(fā)明目的，本發(fā)明使用具電磁波遮蔽效果的半導體納米涂料組成物制成太陽能電池的方法，包含:于一基板上形成一底漆層，并網印金屬線于該底漆層之上；噴灑或涂布含有納米化P型雜質添加劑粉體的半導體納米涂料組成物于該底漆層及網印金屬線的表面，以形成一 P型層；再于該P型層上噴灑或涂布含有納米化等量P及N型雜質添加劑粉體的一空乏層；在該空乏層上繼的形成含有納米化的N型雜質添加劑粉體的一 N型層；及經烘烤定型后，再于該N型層表面網印金屬線，且于該N型層網印金屬線的表面形成一透明層。
[0024]其中，成形該空乏層的該半導體納米涂料組成物同時混摻有等量的納米化P型雜質添加劑粉體與納米化N型雜質添加劑粉體。
[0025]其中，在該N型層未網印金屬線且未形成透明層之前，先于該N型層上另噴灑或涂布添加有染料的半導體納米涂料組成物，再接續(xù)噴灑或涂布添加有抗反射材的半導體納米涂料組成物，以于該N型層上形成染料與抗反射材堆迭的一抗反射層，再于該抗反射層上網印金屬線，且于該抗反射層網印金屬線的表面形成該透明層。
【附圖說明】
[0026]圖la?lb:成形太陽能電池的較佳實施例的制作流程圖。
[0027]圖2a?2b:成形太陽能電池的另一較佳實施例制作流程圖。
[0028]1 基材 2 底漆層
3P型層 4 空乏層
5 N型層 6 透明層 7 抗反射層7a染料層 7b抗反射表層 L1、L2 金屬線。
【具體實施方式】
[0029]為讓本發(fā)明的上述及其他目的、特征及優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下:
本發(fā)明具電磁波遮蔽效果的半導體納米涂料組成物可以適用于在任何幾何形狀與任何材質載體表面形成太陽能電池，且該太陽能電池可以發(fā)揮較佳光電轉化效果且亦能同時遮蔽生活環(huán)境中的游離電磁波。其中，所謂「涂料」可以是涂布溶液或噴劑，即為非固體型態(tài)的泛稱。
[0030]該具電磁波遮蔽效果的半導體納米涂料組成物，包含0.01%?49%的納米化N/P型雜質添加劑粉體(Dopant)、50%?99%的納米化半導體基材、0.01%?30%的導電膠材及0.01%?10%的納米碳管(CNT, carbon nanotube),且該納米化半導體基材與該納米化N/P型雜質添加劑粉體的粒徑大小均為10 9?10 7米。
[0031]其中，該納米化Ν/P型雜質添加劑粉體可以為納米化N型雜質添加劑粉體、納米化P型雜質添加劑粉體，或者等量的納米化P型雜質添加劑粉體與納米化N型雜質添加劑粉體混摻的混合添加劑；較佳者，該納米化N型雜質添加劑粉體可以選自磷化氫、五氧化二磷、砷化氫、五氧化二砷或磷化氫與五氧化二磷的混合，該納米化P型雜質添加劑可以選擇為乙硼烷或B205。借此，通過粒徑趨近10 9?10 7米的納米等級的該納米化N型雜質添加劑粉體及/或該納米化P型雜質添加劑粉體，遂可以增加粉體顆粒與該納米化半導體基材的混合均勻度，進而呈現(xiàn)較佳發(fā)電效果。
[0032]另一方面，本實施例的該納米碳管可以選擇為單壁納米碳管，且該單壁納米碳管的直徑為0.6?4納米；或者，該納米碳管亦可以選擇為多壁納米碳管，且該多壁納米碳管的直徑為10?240納米。詳言之，由于納米碳管具有金屬導體或半導體的高導電特性，且亦具有極佳的機械性質及氣體儲存特性，致使通過該納米碳管的相輔作用不僅可以增加導電效果，同時亦仰賴該納米碳管的微細管型排列結構，而能有效遮蔽生活環(huán)境中所散射的電磁波，以有效地消除電磁波輻射所產生的污染。
[0033]舉例而言，單壁納米碳管的電子傳導特性可比擬金屬銅，其電阻率約為5.1X10 6Ω-cm,以此承載趨近109 A/cm2的最大電流密度；因此，縱使透過該納米碳管遮蔽了生活環(huán)境中所散射的電磁波，卻仍能維持極佳的電子傳導特性，而使制成的太陽能電池呈現(xiàn)較佳導電特性。
[0034]基于前列組成物，本發(fā)明還可選擇添加0.01%?49%的化學溶劑，該化學溶劑可以為甲醇、乙醇、苯、對二甲苯、苯甲醇、甲苯等，以就此作為液態(tài)涂料并增進該具電磁波遮蔽效果的半導體納米涂料組成物的混摻均勻度；或者，于添加有前述化學溶劑的前提下，另再加入0.01%?49%的鈍化氣體,該鈍化氣體為氮氣、氦氣、氖氣、氪氣、氬氣等，以就此作為氣態(tài)噴劑并提升后續(xù)制作太陽能電池時的便利性。
[0035]于本實施例中，該納米化半導體基材可以選擇為娃、砷化鎵、鍺、ZnS、MgF2或納米碳管等具半導體特性的納米化顆粒粉體；該導電膠材則可以選擇為鋁膠或銀膠等具導電性的導電高分子。且基于相同原則，本領域技術人員亦能選擇借助其他具相同特性者替換之，容不在此逐一贅述。
[0036]除前述之外，本發(fā)明具電磁波遮蔽效果的半導體納米涂料組成物還可以另添加有0.01%?49%的染料，以透過染料增加入射光的光吸收特性；其中，該染料可以選擇為TCPP染料〔tetra (4-