TWI390008B - Solar cells and their light-emitting conversion layer - Google Patents

Description

太陽能電池及其發光轉換層

本發明係有關於一種能源技術領域。具體而言，是指一種太陽能電池及其發光轉換層，其不同於石油、天然氣和煤炭等資源，其可透過轉換層以提升太陽能電池之光轉換效率。

太陽能電池，更確切地說是矽太陽能電池，作為自備能源廣泛應用於移動通信器材、微機、照明光源等現代技術中。對於宇宙航行目標，專業矽太陽能電池是唯一的供給能源，這是與創造太陽能電池的研究領域相關聯的一個特殊方向。

請參照圖1，其繪示一般單晶矽太陽能電池之結構示意圖。如圖所示，單晶矽太陽能電池可以理解為一種裝置，在這個裝置中具有殼體10，可容置單晶矽太陽能電池，在殼體10中安置有單晶矽片20，在該單晶矽片20之表面為p-n接面薄層30。上述結構之單晶矽太陽能電池在光線照射的情況下可產生能量，此外，其亦具有一電極系統50、一轉換層60，且於該轉換層60上面覆蓋了一層玻璃70。這種p-n接面30為細薄的邊界區，當單晶矽20受到太陽光照射，p-n接面30能從空間上劃分單晶矽20中所形成的電子和電穴。在太陽能電池表面源於矽酸鹽的玻璃70防止地球大氣層的影響，單晶矽片20與轉換層60連接，轉換層60以乙基乙酸乙烯酯聚合分子基礎上的專業材料製作而成。源於矽片20和覆蓋矽酸鹽玻璃70的太陽能電池單電池固定在專業殼體10中，殼體10中同時固定其它矽電池。

對於太陽能電池而言，可應用一些參數來說明其特徵。這些參數，首先是電池電壓V，單位為伏特，電池電流J，單位為安培，電池最大供給電功率W，單位為瓦特，以及電池的最重要參數-實際效率ζ，其單位為%。

根據多次測量在地球表面所分佈的太陽照射功率約為0.1W/cm² ，也就是1000W/m² 。由於各種原因，一定分率所投射的太陽輻射變換成有效電功率，主要同單晶矽純度以及電能載體遷移率有關。根據各種理論計算對於單晶矽這一分率不超過24%(請參照K.Chopra 1986，薄膜太陽能電池，世界出版社)，對於實際單晶矽太陽能電池這個理論計算極值至今尚未達到；一些世界著名公司，譬如“Suntech”出產的工業用太陽能電池效率約為14-16%(請參照www.suntech.com 之相關資料)。這種電池將太陽所投射的輻射轉換為電功率的效率值不很高，因而在太陽能電池和電池組使用中增大了成本。如何提升單晶矽太陽能電池效率的問題，是現代綠色能源技術主要問題之一。本發明與這個問題有關，太陽能電池組成和單電池的轉換效率提升的具體解決方案。

圖2中揭示了北緯38度正午時分太陽光譜輻射。地球中北緯度38-40度正午時分借助於專業分光輻射度計對曲線進行測繪。其特點為在470nm的區域上具有清晰的光譜輻射最大值，在這種情況下，全部曲線偏差為±2~5%，它取決於地球大氣層的光學狀態以及光譜中存在實質性下降，譬如在900奈米區域，大氣層空氣中存在O₂ 、CO、CO₂ 、H₂ O等成分。

圖3中引用了太陽輻射下標準單晶矽片的光譜光敏性曲線。在這個圖中坐標為：橫座標-激發光波長，單位 為nm，縱座標-電功率，單位為mW/cm² 。圖2和圖3中透過對這兩種曲線進行比較，指出兩種主要曲線最大值具有顯著區別。這樣，如果太陽輻射最大值正好是波長λ=470 nm並具有曲線半波寬△≧400nm，那麼單晶太陽能電池光敏性光譜最大值正好是λ=960~1020 nm區域，而半波寬增大△=300nm。根據吾人的觀點，太陽能電池的光敏性光譜最大值位置以及超過600nm的太陽輻射光譜最大值位置的重要區別，是太陽能電池效率同理論計算值相比，實際水準顯著降低的主要原因。吾人透過定額曲線的數學連乘(將圖2與圖3數值相乘)，也就是說將每種最大值換算成100%，得到了新光譜曲線(請參照圖4)。這個曲線能稱為最佳光譜輻射曲線。這種最大值的光譜位於λ=560~800nm的區域。顯然，這個最大值既不符合於太陽輻射最大值，也不符合於單晶矽光敏性最大值。

投射到單晶矽太陽能電池表面的輻射光譜最大值變化的思想早在上個世紀70-80年代就已產生(請參照hptt//www.suntech-power.com之相關資料)。根據這個思想在太陽光學輻射路徑上應當存在發光轉換層，譬如源於單晶紅寶石Al₂ O₃ ．Cr⁺³ 。這種轉換層中λ=320~420nm太陽輻射短波部分在紅寶石中激發Cr⁺³ 並強烈發光。這樣，透過在最初發光組成中加入這種單晶紅寶石補充紅色發光，所投射的太陽輻射就實現了長波位移。同時由於Al₂ O₃ ．Cr⁺³ 輻射量子效率足夠高，為η≧50%，因而太陽輻射短波部分的損耗小於50%。更大波長700~1100nm的長波輻射透過單晶紅寶石片，其損耗不超過30~40%。根據所援引的著作(請參照Y.J.Hovel Solar Energy, mat.2 p.19,1979)的數據，在單晶矽太陽能電池中“載體收集係數”增大，應當引起太陽能電池效率的增大。然而，有關創造具有紅寶石轉換層的大尺寸太陽能電池數據至今沒有公開，本發明將它作為參照對象。

在Reisfeld R先生所獲頒之美國US 4,367,367號(04.01.1983)專利中獲得了發光轉換層的思想發展，在這裡提出了使用覆蓋發光玻璃，使所投射太陽輻射光譜最大值發生位移。使用被Yb⁺³ 激活的專業玻璃時，其提出了對於所投射的光譜輻射進行長波位移。儘管在上述專利中沒有援引任何用以表征效率的實際太陽能電池的特性，本發明仍將它作為專利原型加以採用。

儘管上述專利中具有玻璃發光轉換層的太陽能電池表現出一些簡易性，卻仍具有一些實質性缺陷。第一，製作玻璃發光轉換層是複雜的技術和工藝課題，它要求專業高溫玻璃熔爐以及高純度試劑。此外，玻璃轉換層價格昂貴並且精密磨削和拋光的成本也很高。

第二，在玻璃轉換層中發光量子效率通常很低，不高於η=20~40%。玻璃非晶體架構限制了發光，也就是說在激活離子周遭配位環繞構造中僅存在近程規律作用，這時在單晶架構中晶體週期架構作用力影響激活劑離子。發光玻璃非晶體架構與強度下降和量子效率減小一樣，同主要激活劑輻射光譜的增大以及光譜半波寬的實質性增大有關。

第三，玻璃發光激發光譜還具有擴散特性和足夠弱的吸收線。通常有人嘗試透過增大玻璃轉換層容積中活性離子的濃度排除這個缺陷，然而這時由於在玻璃中發生激活離子濃度猝滅，激活劑輻射強度下降。

第四，由於對於各種角度投向轉換層表面的第一級激發光存在於不同的光學濃度中，光譜轉換層輻射變得更加複雜。對於玻璃轉換層垂直表面的光線，被激活離子濃度最小，這時對於以銳角投射在玻璃上的光線，引起玻璃中濃度猝滅的發生。

第五，玻璃發光輻射很大程度地受到所投射太陽輻射的溫度影響，同時玻璃轉換層工作具有不穩定性以及它的量子效率降低。

第六，在玻璃轉換層中所使用的玻璃成分通常屬於矽酸鹽-磷酸鹽組成，具有易脆性以及機械強度不充分。

為解決上述習知技術之缺點，本發明之主要目的係提供一種太陽能電池及其發光轉換層，其可排除用於太陽能電池的玻璃發光轉換層所有已指出的缺陷。

為解決上述習知技術之缺點，本發明之另一目的係提供一種太陽能電池及其發光轉換層，其可切合實際地增大單晶矽太陽能電池和太陽能電池組的電氣參數。

為解決上述習知技術之缺點，本發明之另一目的係提供一種太陽能電池及其發光轉換層，其可將太陽能電池的總效率增大10-20%，並使這個參數在工業樣品中達到17~19%。

為解決上述習知技術之缺點，本發明之另一目的係提供一種太陽能電池及其發光轉換層，其可創造成本更低的太陽能電池，這一點首先應當同降低發光轉換層成本相聯繫。

為解決上述習知技術之缺點，本發明之另一目的係提供一種太陽能電池及其發光轉換層，其可創造單晶矽 太陽能電池以及電池組的更穩定生產工藝。

為達上述之目的，本發明提供一種太陽能電池，係以單晶矽片為基礎，其包括電極系統，一聚合膜與該單晶矽片相連接，以及一玻璃片係覆蓋於該聚合膜上，其特徵在於：該太陽能電池進一步包括一發光轉換層，該發光轉換層中進一步填充有無機螢光粉粉末，該無機螢光粉粉末在紫色、藍色及綠色光譜區域可吸收輻射並在電磁波譜黃色、橙黃及紅外線區域發光，以增加該太陽能電池之效率。

為達上述之目的，本發明提供一種發光轉換層，係用於太陽能電池中，其中填充有無機螢光粉粉末，該無機螢光粉粉末在紫色、藍色及綠色光譜區域可吸收輻射並在電磁波譜黃色、橙黃及紅外線區域發光，以增加該太陽能電池之效率。

首先，本發明之目的在於消除上述矽基太陽能電池的缺點。請參照圖5，為了達到這個目標，本發明之太陽能電池1，其係以單晶矽片2為基礎，其包括電極系統3，以及一玻璃片5係覆蓋於該單晶矽片2上，其特徵在於：該太陽能電池進一步包括一發光轉換層6，該發光轉換層6中進一步填充有無機螢光粉粉末61，該無機螢光粉粉末61在紫色、藍色及綠色光譜區域可吸收輻射並在電磁波譜黃色、橙黃及紅外線區域發光，以增加該太陽能電池之效率。

其中，該玻璃片5可為矽酸鹽玻璃片。

其中，該發光轉換層6係由乙基乙酸乙烯酯聚合膜所組成。

其中，該發光轉換層6將它們所吸收的短波光以多頻帶光譜的形式再輻射，其中一種光譜極值的半波寬超過120nm並位於黃色-橙黃光譜區域，這時對於其它光譜極值分佈在940~1060nm的近紅外線光並其半波寬為4~6nm並符合於單晶矽最大光敏性區域，正好位於整體太陽輻射900~1100nm部分。

其中，該無機螢光粉粉末具有化學組成Y_3-x-y-z-p Gd_x Ce_y Lu_p Nd_z Al₅ O₁₂ ，其中x=0.001~0.30，y=0.001-0.1，z=0.0005~0.05，p=0.0005~0.1，在此情況下激活離子Ce⁺³ 在λ=510~720nm的區域輻射，此時激活離子Nd⁺³ 在λ=920~1100nm的區域輻射。

其中，該發光轉換層係以一薄膜的形式存在，該薄膜中填充有細散無機螢光粉粉末，分佈在彼此間距約為平均粉末直徑的20倍，保證薄膜中透光率為80~88%，光散射值為4~6%。

其中，該發光轉換層具有無機螢光粉體積濃度為0.005~0.025%，短波激發時發光量子效率為0.8~0.95。

其中，該發光轉換層對於太陽輻射之有效利用可使該太陽能電池總效率增長至20%。

此外，本發明之太陽能電池1進一步包括一聚合膜4，該聚合膜4係與分別該單晶矽片2及該發光轉換層6相連接，亦即該聚合膜4係位於該單晶矽片2及該發光轉換層6之間。

其中，該聚合膜係由乙基乙酸乙烯酯所組成。

首先，要指出這一事實，即本發明所提出之太陽能電池係包括源於上述US 4,367,367號專利中全部已知基本元件包括：帶電極的單晶矽片、覆蓋玻璃、連接聚合 膜和光轉換層等。本發明所提出之顯著特點列於表1中。

本發明所提出發明最重要特點在於：在可見光譜黃色-橙黃，紅色和紅外線區域無機螢光粉粉末強烈發光。上述光致發光實際上能將350~450nm第一級光譜最大值從λ=470nm的區域位移至波長λ_I =560~680nm和λ_II =920~1060nm的光譜部分。

以下將詳細闡述本發明所提出架構新的特點。圖6中顯示了無機螢光粉61光譜圖可見部分，其中螢光粉61在太陽光譜藍色-淡藍色區域被激發。顯然，這種材料主要輻射最大值位於λ=560~570nm區域。這些最大值半波寬為△_0.5 =120~125nm。螢光粉61之50%最大效率級 的光譜長波界限位於λ=622nm紅色電磁波譜區域。25%最大效率級這種光譜長波界限位於645~650 nm，相對於太陽能電池片最佳靈敏度的0.95~0.96。甚至在10%極值效率級螢光粉輻射曲線位於680~700 nm的區域，也就是說在光譜紅色和暗紅色區域，在這個區域單晶矽具有很高的光敏性。

如果形成發光轉換層6中無機螢光粉61輻射的第一級光譜最大值，取決於在含氧材料中Ce⁺³ 輻射，那麼創造第二種長波極值與螢光粉組成中所添加的第二種激活離子Nd⁺³ 相聯繫。Nd⁺³ 輻射很好地在含氧基質中發射，它與輻射轉換⁴ F_3/2 →⁴ I_11/2 有關。顯然這時這些譜線中被激發輻射受到強烈Ce⁺³ 輻射的作用。請參照圖6，其顯示了長波區域中Nd⁺³ 輻射光譜，顯然這個光譜正好位於單晶矽光敏性長波區域。Ce⁺³ 及Nd⁺³ 輻射光譜之間的比例關係不僅確定了和無機基質晶體架構組成，而且還確定了鈰和釹的濃度比例。無機基質組成和架構的選擇具有特別意義。在致力於本發明的工作過程中吾人已指出，具有高量子效率的最佳輻射主要是在石榴石架構立方基質中獲得。

這種基質具有傳統組成Y₃ Al₅ O₁₂ ，其晶格陽離子結點上實際上包括相同溶解度的大尺寸Ce⁺³ (離子半徑τ_Ce =1.06 Å)及Nd⁺³ (離子半徑τ_Nd =1.03 Å)。引起更大波長的長波區域位移需要在釔石榴石基質中添加Gd⁺³ ，這時對於基質組成中短波輻射位移必須加入Lu⁺³ 。這種在發光轉換層6中所應用的優越性，其特徵在於，加入發光轉換層6組成的無機螢光粉61具有化學組成Y_3-x-y-z-p Gd_x Ce_y Lu_p Nd_z Al₅ O₁₂ ，其中x=0.001~0.30，y=0.001 -0.1，z=0.0005~0.05，p=0.0005~0.1，在這種情況下激活離子Ce⁺³ 在λ=510~720nm的區域輻射，這時激活離子Nd⁺³ 在λ=920~1100nm的區域輻射。

以下將詳細闡釋本發明所提出的釔-釓-鎦-鋁石榴石基質無機螢光粉61的選擇特點。第一，為了提升發光效率，基質必須具有最小可能晶格參數，因為只有在這種情況下才能增大所產生電場梯度，引起Ce⁺³ 和Nd⁺³ 中大量輻射複合。Y⁺³ 被更小類型的Gd⁺³ 代替，伴隨著Y_3-x Gd_x Al₅ O₁₂ 固溶體產生，晶格參數為a=12.001 Å。在Y-Gd替代區域固溶體中所合成的Gd離子濃度為[Gd]=0.3原子分率。固溶體中所分佈的Gd離子濃度過大時所產生的輻射並不是非常有效。

為了減小Y-Gd石榴石晶格參數，本發明採用在釔釓石榴石固溶體中添加少量鎦(Lu)離子的方法。這時吾人發現，甚至於加入不大分率的鎦離子，即[Lu⁺³ ]≧0.01原子分率能將晶格參數減小至a≦12.000 Å。這是非常重要的實驗結果，特別是對於含有Ce及Nd離子的雙激活劑螢光粉，這是因為加入這些尺寸離子能永遠增大晶格參數。本發明所使用的雙激活劑石榴石還有一個重要特點，即雙激活離子鈰和釹濃度的精細選擇。本發明已指出，最佳濃度不應當大。這樣，如果對於標準螢光粉Y_3-x-y Gd_x Ce_y Al₅ O₁₂ 最佳含量為[Ce]=0.02~0.025原子分率，在雙激活劑材料中這一濃度能實質性降低，同時輻射量子效率值下降不大。另一方面在標準鐳射晶體Y₃ Al₅ O₁₂ ：Nd中Nd⁺³ 濃度不超過[Nd]=1.2%，然而在這些晶體中所添加的鈰離子通常與材料裂解相聯繫，因而在這種組成中必須降低兩種離子的濃度。

下面在表2中引用本發明所提出的用於太陽能電池發光轉換層的無機螢光粉具體組成。

顯然，在石榴石螢光粉組成中加入第二種激活劑離子釹離子，當藍光激發時將引起發光量子效率降低。然而在光譜可見和UV區域螢光粉顏色和量子數量表明本發明所提出之石榴石螢光粉具有高量子效率值。下面將指出本發明所論述螢光粉組成的重要特點，在螢光粉中能改變長波和短波輻射最大值的位置。這個特性能更好符合太陽能電池和太陽輻射光譜最大值。

上述已指出本發明之無機螢光粉在太陽能電池中所體現之優越性，其特徵在於：在上述電池中所包含的發光轉換層6為一層或者是多層膜的形式，膜層中填充有細散無機螢光粉61粉末，彼此間距約為粉末平均直徑 20倍，這樣保證薄膜的光學透光度為80~88%，光散射值為4~6%。

本發明所提出太陽能電池的架構特點包括：第一，發光轉換層6以聚合覆蓋層的形式存在。如果熱處理以及裝配電池時使用單層平板，將導致平板中所分佈的螢光粉61發生龜裂以及透光度降低。採用兩種或三種原始層排除了這個缺陷並能保持轉換層的高透光度。

所使用的聚合平板的第二個特點在於：無機螢光粉粉末61儘可能分佈在平板中心，平板表面以及分佈於其中的螢光粉粉末間距為h=10d_cp 。螢光粉粉末61平均直徑為d_cp =8~10μm，間距為h=80~100μ m。因而，一塊平板濃度為δ=2h+d_cp ≒165~25 nm。太陽能電池多元件架構採用熱塑固定法時，使用具有彼此鋪疊平板的架構能使轉換輻射亮度達到很好的均質性。

這個優越性在太陽能電池中有所表現，其特徵在於：上述電池組成中多層發光轉換層6的無機螢光粉粉末61體積濃度為0.005~0.025%，短波激發時發光量子效率為0.8~0.95。本發明已確定，正是無機螢光粉粉末61上述濃度保證了本發明所提出發光轉換層6的特點，它包括聚合平板容積中粉末分佈的平均性，每塊平板的高透光度以及裝置整體保持高發光特性。

下面引用”Suntech”公司生產的單晶片的具體太陽能電池參數測量的記錄。

同樣所有太陽能電池其它元件的參數增長21~25%。因而，工作中單晶矽太陽能電池的全部參數增大實際上是所提出的具有發光轉換層的太陽能電池組變化類型的特點。

此外本發明亦提供一種發光轉換層6，係用於太陽能電池中，其中填充有無機螢光粉粉末61，該無機螢光粉粉末61在紫色、藍色及綠色光譜區域可吸收輻射並在電磁波譜黃色、橙黃及紅外線區域發光，以增加該太陽能電池之效率。

其中，其係由乙基乙酸乙烯酯聚合膜所組成。

其中，其將所吸收的短波光以多頻帶光譜的形式再輻射，其中一種光譜極值的半波寬超過120nm並位於黃色-橙黃光譜區域，這時對於其它光譜極值分佈在940~1060nm的近紅外線光並其半波寬為4~6nm並符合於單晶矽最大光敏性區域，正好位於整體太陽輻射900~1100nm部分。

其中，該無機螢光粉粉末具有化學組成Y_3-x-y-z-p Gd_x Ce_y Lu_p Nd_z Al₅ O₁₂ ，其中x=0.001~0.30，y=0.001-0.1，z=0.0005~0.05，p=0.0005~0.1，在此情況下激活離子Ce⁺³ 在λ=510~720nm的區域輻射，此時激活離子Nd⁺³ 在λ=920~1100nm的區域輻射。

其中，該發光轉換層6係以一薄膜的形式存在，該薄膜中填充有細散無機螢光粉粉末61，分佈在彼此間距約為平均粉末直徑的20倍，保證薄膜中透光率為80~88%，光散射值為4~6%。

其中，該發光轉換層6具有無機螢光粉61體積濃度為0.005~0.025%，短波激發時發光量子效率為0.8~0.95。

其中，該發光轉換層6對於太陽輻射之有效利用可使該太陽能電池總效率增長至20%。

其中，該聚合膜係由乙基乙酸乙烯酯所組成。其詳細技術特徵請參照上述之說明，在此不擬重複贅述。

綜上所述，本發明之具有發光轉換層之太陽能電池，其具有：1.可排除用於太陽能電池的玻璃發光轉換層所有已指出的缺陷；2可切合實際地增大單晶矽太陽能電池和太陽能電池組的電氣參數；3.可將太陽能電池的總效率增大10-20%，並使這個參數在工業樣品中達到17~19%；4.可創造成本更低的太陽能電池，這一點首先應當同降低發光轉換層成本相聯繫；4.可創造單晶矽太陽能電池以及電池組的更穩定生產工藝等優點，因此，確可改善習知太陽能電池之缺點。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作少許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧太陽能電池

2‧‧‧單晶矽片

3‧‧‧電極系統

4‧‧‧聚合膜

5‧‧‧玻璃片

6‧‧‧發光轉換層

61‧‧‧無機螢光粉粉末

10‧‧‧殼體

20‧‧‧單晶矽片

30‧‧‧p-n接面薄層

50‧‧‧電極系統

60‧‧‧轉換層

70‧‧‧玻璃

圖1為一示意圖，其繪示一般太陽能電池之結構示 意圖。

圖2為一示意圖，其繪示北緯38度八月正午時分太陽光譜輻射之示意圖。

圖3為一示意圖，其繪示中太陽能電池光敏光譜曲線之示意圖。

圖4為一示意圖，其繪示中太陽能電池最佳光譜輻射曲線之示意圖。

圖5為一示意圖，其繪示本發明一較佳實施例之矽基太陽能電池之結構示意圖。

圖6為一示意圖，其繪示無機螢光粉光譜圖可見部分之示意圖。

圖7為一示意圖，其繪示長波區域中Nd⁺³ 輻射光譜，該光譜正好位於單晶矽光敏性長波區域之示意圖。

1‧‧‧太陽能電池

2‧‧‧單晶矽片

3‧‧‧電極系統

4‧‧‧聚合膜

5‧‧‧玻璃片

6‧‧‧發光轉換層

61‧‧‧無機螢光粉粉末

10‧‧‧殼體

30‧‧‧p-n接面薄層

Claims (15)

1. 一種太陽能電池，係以單晶矽片為基礎，其包括電極系統，以及一玻璃片係覆蓋於該單晶矽片上，其特徵在於：該太陽能電池進一步包括一發光轉換層，該發光轉換層係位於該單晶矽片及玻璃片間，且該發光轉換層中進一步填充有無機螢光粉粉末，該無機螢光粉粉末在紫色、藍色及綠色光譜區域可吸收輻射並在電磁波譜黃色、橙黃及紅外線區域發光，以增加該太陽能電池之效率，其中，該無機螢光粉粉末具有化學組成Y_3-x-y-z-p Gd_x Ce_y Lu_p Nd_z Al₅ O₁₂ ，其中x=0.001~0.30，y=0.001-0.1，z=0.0005~0.05，p=0.0005~0.1，在此情況下激活離子Ce⁺³ 在λ=510~720nm的區域輻射，此時激活離子Nd⁺³ 在λ=920~1100nm的區域輻射。
2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該玻璃片可為矽酸鹽玻璃片。
3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該發光轉換層係由乙基乙酸乙烯酯所組成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有發光轉換層之太陽能電池，其進一步包括一聚合膜，該聚合膜係分別與該單晶矽片及該發光轉換層相連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該發光轉換層將它們所吸收的短波光以多頻帶光譜的形式再輻射，其中一種光譜極值的半波寬超過120nm並位於黃色-橙黃光譜區域，這時對於其它光譜極值分佈在940~1060nm的近紅外線光並其半波寬為4~6nm並符合於單晶矽最大光敏性區域，正好位於整體太陽輻射900~1100nm部分。
6. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該發光轉換層係以一薄膜的形式存在，該薄膜中填充有細散無機螢光粉粉末，分佈在彼此間距約為平均粉末直徑的20倍，保證該薄膜中透光率為80~88%，光散射值為4~6%。
7. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該發光轉換層具有無機螢光粉體積濃度為0.005~0.025%，短波激發時發光量子效率為0.8~0.95。
8. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該發光轉換層對於太陽輻射之有效利用可使該太陽能電池總效率增長至20%。
9. 如申請專利範圍第4項所述之太陽能電池，其中該聚合膜係由乙基乙酸乙烯酯所組成。
10. 一種發光轉換層，係用於太陽能電池中，其中填充有無機螢光粉粉末，該無機螢光粉粉末在紫色、藍色及綠色光譜區域可吸收輻射並在電磁波譜黃色、橙黃及紅外線區域發光，以增加該太陽能電池之效率，其中，該無機螢光粉粉末具有化學組成Y_3-x-y-z-p Gd_x Ce_y Lu_p Nd_z Al₅ O₁₂ ，其中x=0.001~0.30，y=0.001-0.1，z=0.0005~0.05，p=0.0005~0.1，在此情況下激活離子Nd⁺³ 在λ=920~1100nm的區域輻射。
11. 如申請專利範圍第10項所述之發光轉換層，其係由乙基乙酸乙烯酯所組成。
12. 如申請專利範圍第10項所述之發光轉換層，其將所吸收的短波光以多頻帶光譜的形式再輻射，其中一種光譜極值的半波寬超過120nm並位於黃色-橙黃光譜區域，這時對於其它光譜極值分佈在940~1060nm的近紅 外線光並其半波寬為4~6nm並符合於單晶矽最大光敏性區域，正好位於整體太陽輻射900~1100nm部分。
13. 如申請專利範圍第10項所述之發光轉換層，其係以一薄膜的形式存在，該薄膜中填充有細散無機螢光粉粉末，分佈在彼此間距約為平均粉末直徑的20倍，保證該薄膜中透光率為80~88%，光散射值為4~6%。
14. 如申請專利範圍第10項所述之發光轉換層，其中該發光轉換層具有無機螢光粉體積濃度為0.005~0.025%，短波激發時發光量子效率為0.8~0.95。
15. 如申請專利範圍第10項所述之發光轉換層，其對於太陽輻射之有效利用可使該太陽能電池總效率增長至20%。