本发明是有关于一种太阳能电池，特别是有关于一种双面受光型染料敏化太阳能电池。
背景技术：
：：太阳能电池在近几十年已经不断发展，并且可能是未来替代石油的主要能源之一。现在的太阳能电池种类非常多样化，例如单晶硅、多晶硅、薄膜、有机、钙钛矿结构材料或染料敏化等太阳能电池。已有许多研究针对于染料敏化太阳能电池，例如，在2019年9月于电源杂志期刊(journalofpowersources)发表的文章，标题为“一种解释tio2纳米填料在准固态染料敏化太阳能电池中作用的新机制(liuetal；anewmechanismforinterpretingtheeffectoftio2nanofillersinquasi-solid-statedye-sensitizedsolarcells)”。或者，在2019年4月于acs可持续发展化学与工程杂志期刊(acssustainablechemistryandengineering)发表的文章，标题为“在室内光条件下可高效稳定发电的准固态染料敏化太阳能电池(quasi-solid-statedye-sensitizedsolarcellsforefficientandstablepowergenerationunderroomlightconditions)”。然而，现有太阳能电池的光电转换效率仍明显不足。故，有必要提供一种双面受光型染料敏化太阳能电池，以解决现有技术所存在的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供一种封装构造，以解决现有技术所存在的太阳能电池的光电转换效率仍明显不足的问题。本发明的一目的在于提供一种双面受光型染料敏化太阳能电池，主要是通过使用特定的工作电极结构(包含三种半导体层，各具有特定的厚度及特定的平均粒径)，以改善传统太阳能电池的光电转换效率。为达上述的目的，本发明提供一种双面受光型染料敏化太阳能电池，包含：一第一透光基板、一第二透光基板、一工作电极、一第一半导体层、一第二半导体层、一第三半导体层、一对电极、一透光触媒层以及一液态电解质。所述第二透光基板及所述第一透光基板之间形成一容置空间。所述工作电极设于所述第一透光基板上且位于所述容置空间内。所述第一半导体层设于所述工作电极上且位于所述容置空间内，其中所述第一半导体层具有一第一厚度且包含多个第一半导体颗粒，以及所述多个第一半导体颗粒具有一第一平均粒径。所述第二半导体层设于所述第一半导体层上且位于所述容置空间内，其中所述第二半导体层具有一第二厚度且包含多个第二半导体颗粒，以及所述多个第二半导体颗粒具有一第二平均粒径，其中所述第二平均粒径大于所述第一平均粒径。所述第三半导体层设于所述第二半导体层上且位于所述容置空间内，其中所述第三半导体层具有一第三厚度且包含多个第三半导体颗粒，以及所述多个第三半导体颗粒具有一第三平均粒径，其中所述第二平均粒径大于所述第三平均粒径，其中所述第三厚度等于或大于所述第一厚度。所述对电极设于所述第二透光基板上且位于所述容置空间内。所述透光触媒层设于所述对电极上且位于所述容置空间内。所述液态电解质填充于所述容置空间内。在本发明一实施例中，所述第一平均粒径是介于15至25纳米之间。在本发明一实施例中，所述第二平均粒径是介于350至450纳米之间。在本发明一实施例中，所述第一平均粒径是介于15至25纳米之间。在本发明一实施例中，所述第一厚度介于1至6微米之间。在本发明一实施例中，所述第二厚度介于1至6微米之间。在本发明一实施例中，所述第三厚度介于1至12微米之间。在本发明一实施例中，所述第三厚度介于5至7微米之间。在本发明一实施例中，所述第一半导体层、所述第二半导体层及所述第三半导体层中的任一个的材质包含二氧化钛、二氧化锡、氧化镍及氧化锌中的任一种。在本发明一实施例中，所述透光触媒层的材质包含白金及聚-3,4-乙烯二氧噻吩中的任一种。与现有技术相比较，本发明的双面受光型染料敏化太阳能电池通过使用特定的工作电极结构(包含三种半导体层，各具有特定的厚度及特定的平均粒径)，以改善传统太阳能电池的光电转换效率。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：附图说明图1是本发明一实施例的双面受光型染料敏化太阳能电池的剖面示意图。图2是第二透光基板在不同情况下的透光度分析结果图。具体实施方式以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。再者，本发明所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。请参照图1，本发明一实施例的双面受光型染料敏化太阳能电池10包含：一第一透光基板11、一第二透光基板12、一工作电极13、一第一半导体层14、一第二半导体层15、一第三半导体层16、一对电极17、一透光触媒层18以及一液态电解质19。在一实施例中，所述第一透光基板11例如是一玻璃基板或一塑胶基板。在一实施例中，所述第二透光基板12例如是一玻璃基板或一塑胶基板。要提到的是，本发明实施例的双面受光型染料敏化太阳能电池10是透过分别从所述第一透光基板11与所述第二透光基板12收集光线来转换成电力。另一方面，所述第二透光基板12及所述第一透光基板11之间形成一容置空间12a，所述容置空间主要是用于容纳所述工作电极13、所述第一半导体层14、所述第二半导体层15、所述第三半导体层16、所述对电极17、所述透光触媒层18以及所述液态电解质19。在一实施例中，一黏结剂(未绘示)设于所述第一透光基板11及所述第二透光基板12之间，并且所述黏结剂环绕所述容置空间12a，以使所述容置空间12a是密封性的。本发明一实施例的双面受光型染料敏化太阳能电池10的工作电极13设于所述第一透光基板11上且位于所述容置空间12a内。所述工作电极13可选自各种适当的透光导电材质，例如氧化铟锡(ito)、或者掺杂有氟的氧化锡(fto)。本发明一实施例的双面受光型染料敏化太阳能电池10的第一半导体层14设于所述工作电极13上，其中所述第一半导体层14具有一第一厚度14a且包含多个第一半导体颗粒141，以及所述多个第一半导体颗粒141具有一第一平均粒径。所述第一半导体层14主要作为吸光层。在一实施例中，所述第一厚度介于1至6微米之间。在一范例中，所述第一厚度例如是2、3、4或5微米。在另一实施例中，所述第一平均粒径是介于15至25纳米之间。在一范例中，所述第一平均粒径例如是16、18、20、21、22、23或24纳米。这边要提到的是，所述第一半导体层14主要是由所述多个第一半导体颗粒141堆叠而成，并且可能包含形成所述第一半导体层14时所使用各种辅助剂(未绘示)。例如，所述第一半导体层14是透过网版印刷方式形成于所述第一透光基板11上，其中在进行所述网版印刷方式的过程中可能使用各种辅助剂。在又一实施例中，所述第一半导体层14的材质包含二氧化钛、二氧化锡、氧化镍及氧化锌中的任一种。所述第二半导体层15设于所述第一半导体层14上，其中所述第二半导体层15具有一第二厚度15a且包含多个第二半导体颗粒151，以及所述多个第二半导体颗粒151具有一第二平均粒径，其中所述第二平均粒径大于所述第一平均粒径。这边要提到的是，由于所述第二平均粒径大于所述第一平均粒径，所述第二半导体层15主要作为光线的散射层，以使未产生光电效应的光线可再散射返回所述第一半导体层14(或后述的第三半导体层16)中，进而改善光电转换效率。在一实施例中，所述第二厚度介于1至6微米之间。在一范例中，所述第二厚度例如是2、3、4或5微米。在另一实施例中，所述第二平均粒径是介于350至450纳米之间。在一范例中，所述第二平均粒径例如是360、380、400、410、420、430或440纳米。这边要提到的是，所述第二半导体层15主要是由所述多个第二半导体颗粒151堆叠而成，并且可能包含形成所述第二半导体层15时所使用各种辅助剂(未绘示)。例如，所述第二半导体层15是透过网版印刷方式形成于所述第一半导体层14上，其中在进行所述网版印刷方式的过程中可能使用各种辅助剂。在又一实施例中，所述第二半导体层15的材质包含二氧化钛、二氧化锡、氧化镍及氧化锌中的任一种。所述第三半导体层16设于所述第二半导体层15上，其中所述第三半导体层16具有一第三厚度16a且包含多个第三半导体颗粒161，以及所述多个第三半导体颗粒161具有一第三平均粒径，其中所述第二平均粒径大于所述第三平均粒径。所述第三半导体层16主要作为吸光层。在一实施例中，所述第三厚度介于1至12微米之间。在一范例中，所述第三厚度例如是2、3、5、7、9、10或11或微米。在另一实施例中，所述第三厚度介于5至7微米之间。在另一实施例中，所述第三平均粒径是介于15至25纳米之间。在一范例中，所述第三平均粒径例如是16、18、20、21、22、23或24纳米。这边要提到的是，所述第三半导体层16主要是由所述多个第三半导体颗粒161堆叠而成，并且可能包含形成所述第三半导体层16时所使用各种辅助剂(未绘示)。例如，所述第三半导体层16是透过网版印刷方式形成于所述第二半导体层15上，其中在进行所述网版印刷方式的过程中可能使用各种辅助剂。在又一实施例中，所述第三半导体层16的材质包含二氧化钛、二氧化锡、氧化镍及氧化锌中的任一种。在一实施例中，所述第一半导体层14、所述第二半导体层15及所述第三半导体层16例如是多孔状的，并且可吸附有光敏染料。在一实施例中，所述第二平均粒径明显的大于所述第一平均粒径及所述第三平均粒径。例如，所述第二平均粒径的数值是所述第一平均粒径数值的15至27倍之间，以及所述第二平均粒径的数值是所述第三平均粒径数值的15至27倍之间。本发明一实施例的双面受光型染料敏化太阳能电池10的对电极17设于所述第二透光基板12上且位于所述容置空间12a内。在一实施例中，所述对电极17可选自各种适当的透光导电材质，例如氧化铟锡(ito)、或者掺杂有氟的氧化锡(fto)。本发明一实施例的双面受光型染料敏化太阳能电池10的液态电解质19填充于所述容置空间12a内。在一实施例中，液态电解质19可采用已知可用于太阳能电池的任何液态电解质。在一实施例中，所述双面受光型染料敏化太阳能电池10还包含一透光触媒层18，设于所述对电极17上且位于所述容置空间12a内。在一实施例中，所述透光触媒层的材质包含白金及聚-3,4-乙烯二氧噻吩(pedot)中的任一种。在一范例中，所述透光触媒层的厚度例如介于5至200纳米之间。这边要提到的是，在使用白金作为所述透光触媒层的材质时，白金的厚度需达到可透光的效果，例如白金的厚度为5至15纳米之间。这边要先提到的是，本发明实施例的双面受光型染料敏化太阳能电池10的一特点在于，透过具有至少三个半导体层(第一半导体层14、第二半导体层15及第三半导体层16)的工作电极13来改善现有太阳能电池的光电转换效率。更具体而言，所述第一半导体层14与所述第三半导体层16主要做为吸光层，可分别吸收从所述第一透光基板11与所述第二透光基板12射入的光线。另外，所述第二半导体层15主要做为散射层，可将未被吸收的光线分别散射回到所述第一半导体层14与所述第三半导体层16中，以改善光电转换效率。另外，本发明实施例的双面受光型染料敏化太阳能电池10的另一特点在于，所述第三半导体层16的第三厚度是介于5至7微米之间，以进一步改善光电转换效率。以下举出数个实施例与一比较例，以说明本发明实施例的双面受光型染料敏化太阳能电池确实可改善光电转换效率。实施例1：在一第一玻璃基板上形成掺杂有氟的氧化锡，以作为一工作电极。接着，采用二氧化钛作为各个半导体层的材质，透过网板印刷方式依序形成第一半导体层、第二半导体层及第三半导体层，其中所述第一半导体层的第一厚度约为2.73微米，所述第一半导体层包含多个第一半导体颗粒，所述多个第一半导体颗粒的一第一平均粒径约为20纳米；所述第二半导体层的第二厚度约为2.73微米，所述第二半导体层包含多个第二半导体颗粒，所述多个第二半导体颗粒的一第二平均粒径约为400纳米；以及所述第三半导体层的第三厚度约为2.73微米，所述第三半导体层包含多个第三半导体颗粒，所述多个第三半导体颗粒的一第三平均粒径约为20纳米。接着，使所述第一半导体层、所述第二半导体层及所述第三半导体层吸附光敏染料。然后，在一第二玻璃基板上形成掺杂有氟的氧化锡，以作为一对电极。之后形成一透光白金层于所述对电极上，以作为一透光触媒层，并且填充一液态电解质在所述第一玻璃基板与所述第二玻璃基板之间所形成的容置空间，所述透光白金层的厚度约为10纳米。最后，密封所述容置空间，以完成实施例1的双面受光型染料敏化太阳能电池。实施例2：实施例2的制作方式大致相同于实施例1，惟其不同之处在于实施例2的透光触媒层的材质采用聚-3,4-乙烯二氧噻吩(pedot)，所述pedot触媒层的厚度约为100纳米。实施例3至4：实施例3至4的制作方式大致相同于实施例1，惟其不同之处在于实施例3至4分别通过2次与3次的网版印刷而形成具有不同厚度(6.51微米及9.5微米)的第三半导体层。比较例1：比较例1的制作方式大致相同于实施例1，惟其不同之处在于比较例1不包含第三半导体层。接着，以市售仪器对实施例1与2及比较例1进行分析比对，并且在空气质量(am)1.5g光谱的标准太阳光下从太阳能电池的正面(从第一透光基板11入射光线)与背面(从第二透光基板12入射光线)量测各项数据，所得结果如下表1所示。表1由上表可知，透过使用三层的半导体结构，可改善太阳能电池背面受光方向的转换效率。此外，若是使用pedot作为对电极的触媒材质，可进一步提高背面受光方向的转换效率。这是因为pedot不仅对于液态电解质有催化特性，更具有极高的透光度。请参照图2，图2是对电极的透光度分析结果图，其中barefto指的是在第二透光基板上设有fto(即fto基板)；图2中的pedot指的是在fto基板上设有触媒材质为pedot的对电极(即实施例2)；及图2中的pt指的是在fto基板上设有触媒材质为白金的对电极(即实施例1)。从图2可知，相对于白金材质的对电极，pedot的对电极具有较高的透光度。另一方面，根据实施例1、3、4及比较例1可知，第三半导体层可用于增加背面的转换效率。另一方面，从实施例1、3、4可知，第三厚度在5至7微米之间时，背面具有最高的转换效率。一般而言，通常位在正面的吸光层的厚度越小，转换效率越好。但从实施例3可知，背面的吸光层的厚度(第三厚度)需要在特定范围内才具有优选的转换效率。本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。当前第1页12当前第1页12