TWI557425B - 具抗反射導電膜之光電結構 - Google Patents
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Description
本發明關於一種具抗反射導電膜之光電結構，特別是一種同時具有抗反射及導電功能的光電結構。
由於光電元件(太陽能電池或LED)與空氣之間的界面具有明顯的折射率差異，當太陽光進入太陽能電池或LED光線進入空氣時，過大的折射率差異會形成反射現象而導致光損失，造成太陽能電池的入光量或LED的出光量不足，習知的光電元件係藉由非導電的奈米結構或抗反射薄膜所造成的散射或破壞性干涉來降低反射率，然而，非導電的奈米結構或抗反射薄膜與光電元件電極之間的連結會造成製程複雜化。
本發明之主要目的在於提供一種具抗反射導電膜之光電結構，藉由孔隙率差異使相同的導電物質產生折射率差異，使得抗反射導電膜同時具有抗反射及導電功能。
本發明之一種具抗反射導電膜之光電結構，其包含一光電元件及一抗反射導電膜，該光電元件具有一表面，該抗反射導電膜設置於該表面，該抗反射導電膜具有一第一導電膜及一第二導電膜，該第一導電膜覆蓋於該光電元件的該表面，且該第一導電膜及該第二導電膜為相同之導電物質，該第一導電膜位於該光電元件及該第二導電膜之間，該第一導電膜具有一第一孔隙率，該第二導電膜具有一第二孔隙率，該第一孔隙率小於該第二孔隙率。
本發明藉由該第一導電膜及該第二導電膜之間的孔隙率差異，使該第一導電膜、該第二導電膜及該光電元件的折射率具有漸變式變化，因此使得該抗反射導電膜具抗反射特性，且該抗反射導電膜具有導電功能，當該抗反射導電膜使用於該光電元件時，無須設置電極，可簡化該光電結構之製程。
請參閱第1圖，其為本發明之一實施例，一種具抗反射導電膜之光電結構100包含一光電元件110及一抗反射導電膜120，該光電元件110具有一表面111，該抗反射導電膜120設置於該表面111， 在本實施例中，該光電元件110為一收光元件，該表面111為該收光元件之入光面，該收光元件可吸收波長400nm至1000nm的光線，較佳地，該收光元件選自於有機太陽能電池、無機太陽能電池或光檢測器。
請參閱第1圖，該抗反射導電膜120具有一第一導電膜121及一第二導電膜122，該第一導電膜121覆蓋於該光電元件110的該表面111，且該第一導電膜121位於該光電元件110及該第二導電膜122之間，該第一導電膜121及該第二導電膜122為相同之導電物質，較佳地，該第一導電膜121及該第二導電膜122之材料選自於氧化錫(SnO)、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅鋁(AZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫銻(ATO)、氧化錫鎵(GZO)、氧化銦(InO)、氧化釕(RuO)或氧化鈦(TiO)之任一透明導電材料，在本實施例中，該第一導電膜121及該第二導電膜122之材料為氧化銦錫(ITO)，而該抗反射導電膜120之電阻率小於10
-3Ω-cm。
請參閱第2圖，其為該具抗反射導電膜之光電結構100之掃描式電子顯微鏡影像(SEM)，該第一導電膜121具有一第一孔隙率，該第二導電膜122具有一第二孔隙率，該第一導電膜121之該第一孔隙率小於該第二導電膜122之該第二孔隙率，較佳地，該第一孔隙率小於30%，而該第二孔隙率介於30%至90%之間，在本實施例中，該第一孔隙率約為5%，該第二孔隙率約為60%。
請參閱第3圖，其為該抗反射導電膜120之光線穿透率曲線圖，由第3圖可知，該抗反射導電膜120對於波長介於400nm至1000nm的光線穿透率大於80%，因此該抗反射導電膜120足以達到商業化應用之要求。
在本實施例中，該光電元件110之等效折射率介於2.4至5之間，該第一導電膜121之等效折射率介於1.9至2.3之間，該第二導電膜122之等效折射率介於1.3至1.8之間，而空氣之折射率約為1，因此藉由該第一導電膜121及該第二導電膜122使該發光元件及空氣之間具有漸變式折射率變化，當太陽光由空氣進入該收光元件時，該抗反射導電膜120可有效降低太陽光之反射率，進而提高該收光元件之入光量。
請參考第4圖，在本實施例中，具有該抗反射導電膜120的該收光元件對於波長介於400nm至1000nm的光線反射率小於10%，由於不具有該抗反射導電膜120之該收光元件對於波長介於400nm至1000nm的光線反射率大於35%，因此可知，該抗反射導電膜120可有效降低太陽光反射率而增加該收光元件之入光量。
在本發明之另一實施例中，該光電元件110為一發光元件，該光電元件110之該表面111為該發光元件之出光面，該發光元件可發出波長300nm至1500nm的光線，較佳地，該發光元件選自於有機發光二極體、無機發光二極體或雷射。
相同地，該發光元件及空氣之間藉由該第一導電膜121及該第二導電膜122而具有漸變式折射率變化，當該發光元件所發出的光線經由該抗反射導電膜120進入空氣時，該抗反射導電膜120可有效降低光線反射率，因此可提高該發光元件之出光率，在本實施例中，具有該抗反射導電膜120的該發光元件對於波長介於400nm至1000nm的光線出光率為70%至95%，由於不具有該抗反射導電膜120的該發光元件對於波長介於400nm至1000nm的光線出光率小於70%，因此可知，該抗反射導電膜120可藉由降低光線反射率而增加該發光元件之出光率。
本發明係藉由該第一孔隙率及該第二孔隙率調整該第一導電膜121及該第二導電膜122之折射率，使該具抗反射導電膜之光電結構100的折射率呈現漸變式變化，以有效降低光線反射率，並藉由該第一導電膜121及該第二導電膜122之導電特性，使該抗反射導電膜120同時具有抗反射及導電功能。
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，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
100‧‧‧抗反射導電膜之光電結構
110‧‧‧光電元件
111‧‧‧表面
120‧‧‧抗反射導電膜
121‧‧‧第一導電膜
122‧‧‧第二導電膜
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120‧‧‧抗反射導電膜
121‧‧‧第一導電膜
122‧‧‧第二導電膜
第1圖：依據本發明之一實施例，一種具抗反射導電膜之光電結構示意圖。 第2圖：依據本發明之一實施例，該具抗反射導電膜之光電結構之掃描式電子顯微鏡影像(SEM)。 第3圖：依據本發明之一實施例，一抗反射導電膜之光線穿透率曲線圖。 第4圖：依據本發明之一實施例，該具抗反射導電膜之光電結構之反射率曲線圖。
100‧‧‧抗反射導電膜之光電結構
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111‧‧‧表面
120‧‧‧抗反射導電膜
121‧‧‧第一導電膜
122‧‧‧第二導電膜
Claims (10)
- 一種具抗反射導電膜之光電結構，其包含： 一光電元件，具有一表面；以及 一抗反射導電膜，設置於該光電元件之該表面，該抗反射導電膜具有一第一導電膜及一第二導電膜，該第一導電膜及該第二導電膜為相同之導電物質，該第一導電膜覆蓋於該光電元件的該表面，且該第一導電膜位於該光電元件及該第二導電膜之間，該第一導電膜具有一第一孔隙率，該第二導電膜具有一第二孔隙率，該第一孔隙率小於該第二孔隙率。
- 如申請專利範圍第1項所述之具抗反射導電膜之光電結構，其中該第一孔隙率小於30%。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之具抗反射導電膜之光電結構，其中該第二孔隙率介於30%至90%之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之具抗反射導電膜之光電結構，其中該抗反射導電膜之電阻率小於10 -3Ω-cm。
- 如申請專利範圍第1項所述之具抗反射導電膜之光電結構，其中該第一導電膜之材料選自於氧化錫(SnO)、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅鋁(AZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫銻(ATO)、氧化錫鎵(GZO)、氧化銦(InO)、氧化釕(RuO)或氧化鈦(TiO)之任一材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之具抗反射導電膜之光電結構，其中該光電元件之等效折射率介於2.4至5之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之具抗反射導電膜之光電結構，其中該光電元件為一收光元件，該收光元件可吸收波長400nm至1000nm的光線。
- 如申請專利範圍第7項所述之具抗反射導電膜之光電結構，其中該收光元件選自於有機太陽能電池、無機太陽能電池或光檢測器。
- 如申請專利範圍第1項所述之具抗反射導電膜之光電結構，其中該光電元件為一發光元件，該發光元件可發出波長介於300nm至1500nm的光線。
- 如申請專利範圍第9項所述之具抗反射導電膜之光電結構，其中該發光元件選自於有機發光二極體、無機發光二極體或雷射。
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