TWI467782B - 薄膜太陽能電池 - Google Patents
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Description
本發明係一種薄膜太陽能電池，特別係一種包含奈米金屬粒子層之薄膜太陽能電池，藉由奈米金屬粒子層增加入射光的捕捉及光的利用率，以提高光電流及光電轉換效率。
國際能源短缺，促使太陽能電池的應用愈來愈受到許多政府與民間之重視，因太陽能供應無匱乏之餘，且生產電能過程不會產生環境汙染，成為熱門的替代能源，帶動太陽能電池產業蓬勃發展。從太陽表面所放射出來的能量，換算成電力約3.8×1023
kW；此太陽能的總量如以距離太陽一億五千萬公里之地球上換算所接收的太陽能量，以電力表示約為1.77×1014
kW左右，這個值大約為全球平均年消耗電力的十萬倍大。若能夠有效的運用此能源，則不僅能解決消耗性能源的問題，連環保問題也可一併獲得解決。在眾多的太陽能電池技術中，薄膜太陽能電池因使用矽原料少、總發電量高及可以與建材結合等優點而備受矚目。
目前，以玻璃作為基板的薄膜太陽能電池，大部分採用Superstrate結構。Superstrate結構為在玻璃基板上鍍透明導電層(Transparent Conductive Oxide,TCO)後，再依序鍍P-I-N三層矽薄膜層(又稱光吸收層)，最後再鍍上金屬層，入射光經由玻璃基板端進入太陽能電池內。由於Superstrate結構之薄膜太陽能電池之底層為金屬，若入射光沒有完全被光吸收層吸收，可藉由金屬反射層將光反射回吸收層，再次利用光能。但由於金屬層對矽的附著度不佳，若直接沉積金屬層於矽上，在金屬層與矽的接面因缺陷造成光線吸收，使光無法有效反射回吸收層，故常在金屬層與矽之間加入一TCO層，以增加光線的反射率與提高元件的穩定性。
故Superstrate結構薄膜太陽能電池需要上下二層透明導電層，較靠近入射光那層稱為前向透明導電層(Front TCO)，另一層稱為背向透明導電層(Back TCO)。若表面平坦，入射光即直進直出薄膜太陽能電池，無法有效利用太陽能，若TCO有不規則的凹凸結構(Texture)，則可增加光散射的程度，提高光被吸收的機會。但Superstrate結構薄膜太陽能電池之背向透明導電層，因在蝕刻凹凸結構時，需將整個薄膜太陽能電池浸入酸液中，環境控制不易，可能致使整個薄膜太陽能電池報廢。基於上述問題，因此極需提出一種薄膜太陽能電池，能有效於吸收入射光線，進而提高光電轉換效率。
參照美國專利5,213,628號，其揭示一種藉由加入非晶矽本質半導體，增加太陽能電池之載子壽命，減少電子電洞復合機率，以提高光電流轉換效率。然而該專利並未揭示如何增加入射光之使用率且該太陽能電池之效率過低，如此亦同時影響後續應用範圍。
參照美國專利5,395,457號，其揭示一種利用半導體製程製作出低廉並適合於模組化之電極，以降低該串連電阻。同樣地，該專利並未揭示入射光之吸收情形，且該太陽能電池之效率過低，如此亦同時影響後續應用範圍。
職是之故，申請人乃細心試驗與研究，並一本鍥而不捨的精神，終於研究出一種薄膜太陽能電池，特別係有關於一種含有奈米金屬粒子層之太陽能電池。藉由該奈米金屬粒子層，本發明之一種薄膜太陽能電池可增加入射光的捕捉及光的利用率，進而達到光電流及發電效率的提升。
本發明之主要目的在於提出一種薄膜太陽能電池，藉由增加奈米金屬粒子層可增加入射光的捕捉及光的利用率，進而達到光電流及發電效率的提升。
本發明之次要目的在於提出一種薄膜太陽能電池，係藉由奈米金屬粒子層形成於複數道雷射處理後之溝槽，進而達到光電流及發電效率的提升。
為達上述目的，本發明提出一種薄膜太陽能電池，包含：基材、第一透明導電層、P型半導體層、本質(i)型半導體層、N型半導體層、奈米金屬粒子層、第二透明導電層及背電極。其中，第一透明導電層係形成於基材上，用於取出電能；P型半導體層係形成於第一透明導電層上，用於產生電洞；本質(i)型半導體層係形成於P型半導體層上，用於提高可見光譜光子的吸收範圍；N型半導體層係形成於本質(i)半導體層上，用於產生電子；奈米金屬粒子層係形成於N型半導體層上，用於增加光的利用率；第二透明導電層係形成於奈米金屬粒子層上方；背電極則是形成於第二透明導電層上，用於取出電能。
本發明另提出一種薄膜太陽能電池，包含基材、第一透明導電層、P型半導體層、本質(i)型半導體層、N型半導體層、第二透明導電層、背電極、複數溝槽與奈米金屬粒子層。其中，第一透明導電層係形成於基材上，用於取出電能；P型半導體層係形成於第一透明導電層上，用於產生電洞；本質(i)型半導體層係形成於P型半導體層上，用於提高可見光譜光子的吸收範圍；N型半導體層係形成於本質(i)半導體層上，用於產生電子；第二透明導電層係形成於N型半導體層上方；背電極，形成於該第二透明導電層上，用於取出電能；複數溝槽，係經由一雷射處理以穿透過該背電極、該第二透明導電層、該N型半導體層、該本質(i)型半導體層、該P型半導體層與該第一透明導電層；以及奈米金屬粒子層，係形成於該些複數溝槽中，該奈米金屬粒子層之粒子晶粒大小係介於5至200奈米之間，且該奈米金屬粒子層之粒子在該些溝槽內之表面覆蓋率為80%以下。
本發明之一種薄膜太陽能電池具有以下之功效：
1. 藉由本發明之奈米金屬粒子層可增加入射光的捕捉及光的利用率，進而達到光電流及發電效率的提升；
2. 在本發明之薄膜太陽能電池中，藉由在雷射處理後之溝槽區之奈米金屬粒子，可增加入射光的捕捉及光的利用率，進而達到光電流及發電效率的提升。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
雖然本發明可表現為不同形式之實施例，但附圖所示者及於下文中說明者係為本發明可之較佳實施例，並請瞭解本文所揭示者係考量為本發明之一範例，且並非意圖用以將本發明限制於圖示及/或所描述之特定實施例中。
現請參考第1圖，為本發明之薄膜太陽能電池之一實施例之結構示意圖。薄膜太陽能電池100主要包含：基材110、第一透明導電層120、P型半導體層130、本質(i)型半導體層140、N型半導體層150、奈米金屬粒子層160、第二透明導電層170以及背電極180。
基材110係選自玻璃、塑膠基板、半導性基板、絕緣基板、可撓性基板或不鏽鋼板之一種材料。
第一透明導電層120係形成於基材110上方，用於取出電能。其中，第一透明導電層120係選自於氧化銦鍚(ITO)、氧化鋁鋅(AZO)、摻氟氧化錫薄膜(FTO)、氧化錫(SnO2
)及氧化鋅(ZnO)之一，且其厚度係介於200奈米至800奈米之間。需注意的是，不同的透明導電膜的製備方式會影響其所具有之光電特性的品質。較佳地，係選用可以耐酸鹼耐熱、耐濕以及成膜原料便宜且生產成本低之摻氟氧化錫薄膜(FTO)。
P型半導體層130係形成於第一透明導電層120上方，其係用於產生電洞。其中，P型半導體層130之定義：在原本質材料中加入雜質(Impurities)用以產生多餘的電洞，以電洞構成多數載子之半導體層。例：以矽或鍺半導體而言，在其本質半導體中，摻入3價原子的雜質(Impurities)形成多餘的電洞，使該電洞作為電流的運作方式。
本質(i)型半導體層140係形成於P型半導體層130上方，其係用於提高可見光譜光子的吸收範圍。其中，本質(i)型半導體層140對於薄膜太陽能電池之電特性影響最大，原因在於電子與電洞在材料內部傳導時，若本質(i)型半導體層140的厚度過厚，兩者重合機率極高，為避免此現象發生，本質(i)型半導體層140不宜過厚。反之，本質(i)型半導體層140厚度過薄時，易造成吸光性不足。
N型半導體層150係形成於本質(i)半導體層140上方，其係用於產生電子。其中，N型半導體層150係指在本質材料中加入的雜質可產生多餘的電子，以電子構成多數載子之半導體，即稱之為N型半導體層。舉例來說，就矽或矽鍺半導體而言，若對本質半導體摻入5價原子的雜質時，會形成多餘之電子，並以電子流做為主要的運作方式。
P型半導體層130、本質(i)型半導體層140以及N型半導體層150的製備方式係選自電漿增強型化學式氣相沈積法、熱絲化學氣相沈積法、電子迴旋共振化學氣相沈積法、特高頻電漿增強型化學式氣相沈積法、低壓化學氣相沈積法、電漿輔助式化學氣相沈積與常壓化學氣相沈積法之一。需注意的是，P型半導體層130、本質(i)型半導體層140以及N型半導體層150的製備來源將影響其光電特性的品質。
奈米金屬粒子層160係形成於N型半導體層150上方，其係用於增加光的利用率。其中，奈米金屬粒子層160係選自金、銀、銅、鉑、鎳、鋅、錫、鋁的一種或合金之一，且奈米金屬粒子層160之製備方法係選自濺鍍法、蒸鍍法、電鍍法、化學氣相沈積法、溶膠-凝膠法、噴霧裂解法、浸漬法、旋轉塗佈法、網印法及電化學法之一。
值得注意的是，增加光的利用率的原因為：利用奈米金屬的表面特性形成表面電漿，會與入射光形成共振進而增加入射光的捕捉及光的利用率，最後，達到光電流及發電效率的提升。另一方面，在同一入射頻率下，光不能直接激發金屬表面的表面電漿，因為它們的波向量不相符；不過，當金屬奈米化或表面粗糙化時，將使得光的波向量和表面電漿的波向量相等，便可以激發金屬表面的表面電漿，進而增加光的利用率。此外，奈米金屬粒子層160之粒子晶粒大小係在5至200奈米之間。較佳地，奈米金屬粒子層160之粒子晶粒大小係在20至50奈米之間。需注意的是，奈米金屬粒子層160並非完全是連續的薄膜，而是分散的一些奈米金屬粒子所組成。因此，奈米金屬粒子層160之奈米粒子在N型半導體層150之表面覆蓋率為20%~60%之間，亦即是奈米金屬粒子在表面之分布密度為106
~1010
/m2
。較佳地，該奈米金屬粒子層160之奈米粒子在N型半導體層150之表面覆蓋率係在50%~60%之間；亦即是該奈米金屬粒子在N型半導體層150之表面分布密度為109
~1010
/m2
。需注意的是，該奈米金屬粒子在表面分布密度大於106
/m2
以上即能有效地提升光電流與光電轉換效率。
第二透明導電層170係形成於奈米金屬粒子層160上方。其中第二透明導電層170係選自於氧化銦鍚(ITO)、氧化鋁鋅(AZO)、摻氟氧化錫薄膜(FTO)、氧化錫(SnO2
)及氧化鋅(ZnO)之一，且其厚度係介於200奈米至800奈米之間。需注意的是，不同的透明導電膜的製備方式會影響其所具有之光電特性的品質。
背電極180係形成於第二透明導電層170上方，其係用於取出電能。其中，背電極180係選自鎳、金、銀、鈦、鈀、鉑及鋁等導電材料之一。
需注意的是，在另一實施方式中，第二透明導電層170可以省略。第2圖所示為本發明之薄膜太陽能電池100之另一實施例之結構示意圖，其大致與第1圖相同，主要差異係沒有第二透明導電層170可以省略，亦即是將奈米金屬粒子層160直接沈積在N型半導體層150之表面。奈米金屬粒子在N型半導體層150之表面覆蓋率為20%至90%之間，亦即奈米金屬粒子在N型半導體層150之表面分布密度為106
~1013
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。
現請參考第3圖，為本發明之薄膜太陽能電池100之又一實施例之結構示意圖。該薄膜太陽能電池100主要包含：基材110、第一透明導電層120、P型半導體層130、本質(i)型半導體層140、N型半導體層150、奈米金屬粒子層160、第二透明導電層170以及背電極180。與第一實施例大致相同，主要的差異係在該實施方式中，係先將第二透明導電層170形成於N型半導體層150之上，然後再將奈米金屬粒子層160形成於第二透明導電層170上。奈米金屬粒子層160並非完全是連續的薄膜，而是分散的一些奈米金屬粒子所組成，其中，奈米金屬粒子層160係選自金、銀、銅、鉑、鎳、鋅、錫、鋁的一種或合金之一，且奈米金屬粒子層160之製備方法係選自濺鍍法、蒸鍍法、電鍍法、化學氣相沈積法、溶膠-凝膠法、噴霧裂解法、浸漬法、旋轉塗佈法、網印法及電化學法之一。其中，奈米金屬粒子層160之晶粒大小係在5至200奈米之間，且奈米金屬粒子層160之奈米粒子在第二透明導電層170之表面覆蓋率在20%至90%之間，亦即奈米金屬粒子層160之粒子在第二透明導電層170之表面分布密度為106
~1013
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。
請參考第4圖，為本發明之薄膜太陽能電池200之再一實施例。該實施例提出奈米金屬粒子層係形成於切割薄膜太陽能電池之該些複數個溝槽之間。薄膜太陽能電池200主要包含基材210、第一透明導電層220、P型半導體層230、本質(i)型半導體層240、N型半導體層250、第二透明導電層260以及背電極270。其中，基材210係選自玻璃、塑膠基板、半導性基板、絕緣基板、可撓性基板或不鏽鋼板之一種材料。第一透明導電層220係形成於基材210上方，用於取出電能。第一透明導電層220係選自於氧化銦鍚(ITO)、氧化鋁鋅(AZO)、摻氟氧化錫薄膜(FTO)、氧化錫(SnO2
)及氧化鋅(ZnO)之一，且其厚度係介於200至800奈米之間。需注意的是，不同的透明導電膜的製備方式會影響其所具有之光電特性的品質。較佳地，係選用可以耐酸鹼耐熱、耐濕以及成膜原料便宜且生產成本低之摻氟氧化錫薄膜(FTO)。
P型半導體層230形成於第一透明導電層220上方，用於產生電洞。其中，P型半導體層230之定義：在原本質材料中加入雜質(Impurities)用以產生多餘的電洞，以電洞構成多數載子之半導體層。例：以矽或鍺半導體而言，在其本質半導體中，摻入3價原子的雜質(Impurities)形成多餘的電洞，使該電洞作為電流的運作方式。
本質(i)型半導體層240係形成於P型半導體層230上方，其係用於提高可見光譜光子的吸收範圍。其中，本質(i)型半導體層240對於薄膜太陽能電池之電特性影響最大，其是由於電子與電洞在材料內部傳導時，若本質(i)型半導體層240厚度過厚，兩者重合機率極高，為避免此現象發生，本質(i)型半導體層240不宜過厚。反之，本質(i)型半導體層240厚度過薄時，易造成吸光性不足。
N型半導體層250係形成於本質(i)半導體層240上方，用於產生電子。其中，N型半導體層250係指在本質材料中加入的雜質可產生多餘的電子，以電子構成多數載子之半導體，即稱之為N型半導體層。舉例來說，就矽或矽鍺半導體而言，若對本質半導體摻入5價原子的雜質時，會形成多餘之電子，並以電子流做為主要的運作方式。
P型半導體層230、本質(i)型半導體層240以及N型半導體層250的製備方法係選自電漿增強型化學式氣相沈積法、熱絲化學氣相沈積法、電子迴旋共振化學氣相沈積法、特高頻電漿增強型化學式氣相沈積法、低壓化學氣相沈積法、電漿輔助式化學氣相沈積與常壓化學氣相沈積法之一。需注意的是，P型半導體層230、本質(i)型半導體層240以及N型半導體層250的製備來源會影響其所具有之光電特性的品質。
第二透明導電層260係形成於N型半導體層250上方。其中第二透明導電層260係選自於氧化銦鍚(ITO)、氧化鋁鋅(AZO)、摻氟氧化錫薄膜(FTO)、氧化錫(SnO2
)及氧化鋅(ZnO)之一，且其厚度係介於200奈米至800奈米之間。需注意的是，不同的透明導電膜的製備方式會影響其所具有之光電特性的品質。
背電極270係選自鎳、金、銀、鈦、鈀、鉑及鋁等導電材料之一，其係形成於第二透明導電層260上方，用於取出電能。需注意的是，背電極270為了避免有短路之現象發生，因此下方包含經由雷射處理所形成之複數溝槽，且奈米金屬粒子層280係形成於溝槽內。其中，第一透明導電層220、P型半導體層230、i型半導體層240、N型半導體層250、以及第二透明導電層260亦可包含經由雷射處理所形成之複數溝槽。詳細地，第一透明導電層220係以雷射切割方式形成複數個第一溝槽，將第一透明導電層220分隔成複數個上電極。接著，形成P/i/N型半導體層230、240、250於上電極上填滿所述第一溝槽。然後，再以雷射切割P/i/N型半導體層230、240、250以形成複數個第二溝槽，且所述第二溝槽露出部份該些上電極。隨後，形成第二透明導電層260並填滿該些第二溝槽。接著，形成背電極270於第二透明導電層260上。最後，以雷射切割背電極270與第二透明導電層260以形成複數個第三溝槽290。該些複數個第三溝槽290將薄膜太陽能電池分割成複數個單元電池。
此時，奈米金屬粒子層280係分佈在成該些複數個第三溝槽290之間，奈米金屬粒子層280之粒子晶粒大小係介於5至200奈米之間，奈米金屬顆粒不宜過大且不為連續之分佈，且表面覆蓋率為80%以下以避免形成單元電池間的導通，亦即是奈米金屬粒子在表面之分布密度少於1012
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。。奈米金屬粒子層280係選自金、銀、銅、鉑、鎳、鋅、錫、鋁的一種或合金之一，係由濺鍍法、蒸鍍法、電鍍法、化學氣相沈積法、溶膠-凝膠法、噴霧裂解法、浸漬法、旋轉塗佈法、網印法及電化學法之一製備而成。
值得注意的是，利用奈米金屬的表面特性形成表面電漿，會與入射光形成共振進而增加入射光的捕捉及光的利用率，最後，達到光電流及發電效率的提升。另一方面，在同一入射頻率下，光不能直接激發金屬表面的表面電漿，因為它們的波向量不相符；不過，當金屬奈米化或表面粗糙化時，將使得光的波向量和表面電漿的波向量相等，便可以激發金屬表面的表面電漿，進而增加光的利用率。
另，本發明所揭示之結構，適用於非晶矽與微晶矽薄膜太陽能電池。此外，不僅適用於單一單元電池(cell)，更可實施於模組化之太陽能電池製程。
請配合參照第1圖，首先準備一片長與寬各為5公分與10公分之玻璃基板，接著依序沈積300奈米之FTO第一透明導電層、分別為10/250/10奈米之P/i/N半導體層、尺寸為50奈米之銀奈米金屬粒子層、300奈米之SnO2
第二透明導電層以及300奈米之鋁背電極。銀奈米金屬粒子層在該N型半導體層150之表面覆蓋率為60%。其中，該銀奈米金屬粒子層係由濺鍍而成。在標準光源AM 1.5的照射下，比起未含有銀奈米金屬粒子層之電池，其效率可提升10%。
本實施例與實施例1之主要差異係：第一透明導電層改為SnO2
，第二透明導電層改為AZO以及該奈米金屬粒子層係改為尺寸為20奈米之金奈米金屬粒子層，係由蒸鍍法蒸鍍而成。金奈米金屬粒子層在該N型半導體層150之表面覆蓋率為60%。在標準光源AM 1.5的照射下，比起未含有該金奈米金屬粒子層之電池，其效率可提升15%。
本實施例與實施例1之主要差異係：奈米金屬粒子層改為尺寸為20奈米之金奈米金屬粒子層係位於該第二透明導電層之後，係由蒸鍍法蒸鍍而成。銀奈米金屬粒子層在第二透明導電層之表面覆蓋率為60%。在標準光源AM 1.5的照射下，比起未含有該金奈米金屬粒子層之電池，其效率可提升12%。
本實施例與實施例1之主要差異係：沒有第二透明導電層，且奈米金屬粒子層為尺寸50奈米之金奈米金屬粒子層，係由蒸鍍法蒸鍍而成。金奈米金屬粒子層在N型半導體層150之表面覆蓋率為60%。在標準光源AM 1.5的照射下，比起未含有金奈米金屬粒子層之電池，其效率可提升10%。
請配合參照第2圖，首先準備一片長與寬各為1.4公尺與1公分尺之玻璃基板，接著依序沈積300奈米之FTO第一透明導電層、分別為20/350/20奈米之P/i/N半導體層以及300奈米之SnO2
第二透明導電層以及300奈米之鋁背電極。此外，將晶粒大小為30奈米的銀奈米金屬形成於複數道雷射處理後所形成之溝槽內。在標準光源AM 1.5的照射下，比起未含有金奈米金屬粒子層之電池，其效率可提升15%。
綜上所述，本發明之薄膜太陽能電池具有以下之功效：
1. 藉由本發明之奈米金屬粒子層可增加入射光的捕捉及光的利用率，進而達到光電流及發電效率的提升；
2. 藉由本發明之薄膜太陽能電池，可進一步利用經由雷射處理所形成之溝槽，且設置奈米金屬粒子層於溝槽中增加入射光的捕捉及光的利用率，進而達到光電流及發電效率的提升。
雖然本發明已以前述較佳實施例揭示，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，當可作各種之更動與修改。如上述的解釋，都可以作各型式的修正與變化，而不會破壞此發明的精神。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。
100．．．薄膜太陽能電池
110．．．基材
120．．．第一透明導電層
130．．．P型半導體層
140．．．本質(i)型半導體層
150．．．N型半導體層
160．．．奈米金屬粒子層
170．．．第二透明導電層
180．．．背電極
200．．．薄膜太陽能電池
210．．．基材
220．．．第一透明導電層
230．．．P型半導體層
240．．．本質(i)型半導體層
250．．．N型半導體層
260．．．第二透明導電層
270．．．背電極
280．．．奈米金屬粒子層
290．．．溝槽
第1圖為本發明之薄膜太陽能電池之一實施例之結構示意圖；
第2圖為本發明之薄膜太陽能電池之另一實施例之結構示意圖；
第3圖為本發明之薄膜太陽能電池之又一實施例之結構示意圖；以及
第4圖為本發明之薄膜太陽能電池之再一實施例之結構示意圖。
100．．．薄膜太陽能電池
110．．．基材
120．．．第一透明導電層
130．．．P型半導體層
140．．．本質(i)型半導體層
150．．．N型半導體層
160．．．奈米金屬粒子層
170．．．第二透明導電層
180．．．背電極
Claims (8)
- 一種薄膜太陽能電池，包含：一基材；一第一透明導電層，形成於該基材上，用於取出電能；一P型半導體層，形成於該第一透明導電層上，用於產生電洞；一本質(i)型半導體層，形成於該P型半導體層上，用於提高可見光譜光子的吸收範圍；一N型半導體層，形成於該本質(i)半導體層上，用於產生電子；一奈米金屬粒子層，形成於該N型半導體層上，用於增加光的利用率；一第二透明導電層，形成於該奈米金屬粒子層上；以及一背電極，形成於該第二透明導電層上，用於取出電能；其中，該奈米金屬粒子層之粒子係選自金、銀、銅、鉑、鎳、鋅、錫、鋁的一種或合金之一，該奈米金屬粒子層之晶粒大小係為5至200奈米之間，且該奈米金屬粒子層之奈米粒子在該N型半導體層之表面覆蓋率為20%至60%之間。
- 如請求項1所述之薄膜太陽能電池，其中該奈米金屬粒子層之製備方法係選自濺鍍法、蒸鍍法、電鍍法、化學氣相沈積法、溶膠-凝膠法、噴霧裂解法、浸漬法、旋轉塗佈法、網印法及電 化學法之一。
- 一種薄膜太陽能電池，其包含：一基材；一第一透明導電層，形成於該基材上，用於取出電能；一P型半導體層，形成於該第一透明導電層上，其係用於產生電洞；一本質(i)型半導體層，係形成於該P型半導體層上，其係用於提高可見光譜光子的吸收範圍；一N型半導體層，係形成於該本質(i)半導體層上，其係用於產生電子；一第二透明導電層，形成於該N型半導體層上；一背電極，形成於該第二透明導電層上，用於取出電能；複數溝槽，係經由一雷射處理以穿透過該背電極、該第二透明導電層、該N型半導體層、該本質(i)型半導體層、該P型半導體層與該第一透明導電層；以及一奈米金屬粒子層，係形成於該些複數溝槽中，該奈米金屬粒子層之粒子係選自金、銀、銅、鉑、鎳、鋅、錫、鋁的一種或合金之一，該奈米金屬粒子層之粒子晶粒大小係介於5至200奈米之間，且該奈米金屬粒子層之粒子在該些溝槽內之表面覆蓋率為80%以下。
- 如請求項3所述之薄膜太陽能電池，其中該奈米金屬粒子層之製備方法係選自濺鍍法、蒸鍍法、電鍍法、化學氣相沈積法、溶膠-凝膠法、噴霧裂解法、浸漬法、旋轉塗佈法、網印法及電化學法之一。
- 一種薄膜太陽能電池，包含：一基材；一第一透明導電層，形成於該基材上，用於取出電能；一P型半導體層，形成於該第一透明導電層上，用於產生電洞；一本質(i)型半導體層，形成於該P型半導體層上，用於提高可見光譜光子的吸收範圍；一N型半導體層，形成於該本質(i)半導體層上，用於產生電子；一第二透明導電層，形成於該N型半導體層上；一奈米金屬粒子層，形成於該第二透明導電層上，用於增加光的利用率；以及一背電極，形成於該奈米金屬粒子層上，用於取出電能；其中，該奈米金屬粒子層之粒子係選自金、銀、銅、鉑、鎳、鋅、錫、鋁的一種或合金之一，該奈米金屬粒子層之晶粒大小係為5至200奈米之間，且該奈米金屬粒子層之奈米粒子在該第二透明導電層之表面覆蓋率為20%至90%之間。
- 如請求項5所述之薄膜太陽能電池，其中該奈米金屬粒子層之製備方法係選自濺鍍法、蒸鍍法、電鍍法、化學氣相沈積法、溶膠-凝膠法、噴霧裂解法、浸漬法、旋轉塗佈法、網印法及電化學法之一。
- 一種薄膜太陽能電池，包含：一基材；一第一透明導電層，形成於該基材上，用於取出電能；一P型半導體層，形成於該第一透明導電層上，用於產生電洞；一本質(i)型半導體層，形成於該P型半導體層上，用於提高可見光譜光子的吸收範圍；一N型半導體層，形成於該本質(i)半導體層上，用於產生電子；一奈米金屬粒子層，形成於該N型半導體層上，用於增加光的利用率；以及一背電極，形成於該奈米金屬粒子層上方，用於取出電能；其中，該奈米金屬粒子層之粒子係選自金、銀、銅、鉑、鎳、鋅、錫、鋁的一種或合金之一，該奈米金屬粒子層之晶粒大小係為5至200奈米之間，且該奈米金屬粒子層之奈米 粒子在該N型半導體層之表面覆蓋率為20%至90%之間。
- 如請求項7所述之薄膜太陽能電池，其中該奈米金屬粒子層之製備方法係選自濺鍍法、蒸鍍法、電鍍法、化學氣相沈積法、溶膠-凝膠法、噴霧裂解法、浸漬法、旋轉塗佈法、網印法及電化學法之一。
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