[发明专利]薄膜型太阳能电池的制造方法以及用该方法所制造出的薄膜型太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及到一种薄膜型太阳能电池，具体说，涉及到具有多个串联连 接的单体电池(unit cell)的薄膜型太阳能电池。

背景技术

具有半导体特性的太阳能电池将光能转化成电能。

下面将简短地说明根据现有技术所述的太阳能电池的结构和原理。

太阳能电池以PN结结构形成，在所述PN结结构中，正(P)型半导体与 负(N)型半导体形成结。

当太阳光入射到具有PN结结构的太阳能电池上时，所述太阳光的能量就 能够在所述半导体中产生空穴(+)和电子(-)。在PN结区域所形成的电场 的作用下，所述空穴(+)向所述P型半导体漂移，而所述电子(-)则向所 述N型半导体漂移，于是，就随着电势的出现而产生了电能。

太阳能电池主要分为晶片型太阳能电池和薄膜型太阳能电池。

所述晶片型太阳能电池使用由诸如硅等半导体材料所制成的晶片，而所 述薄膜型太阳能电池则通过在玻璃衬底上形成半导体薄膜来制造。

从效率方面来说，晶片型太阳能电池好于薄膜型太阳能电池。然而，在 晶片型太阳能电池的情形中，由于处理上的困难，很难将厚度做小。另外， 晶片型太阳能电池使用昂贵的半导体晶片，所以其制造成本就增加了。

虽然薄膜型太阳能电池在效率上不如晶片型太阳能电池，但薄膜型太阳 能电池的优点是，诸如可以将厚度做小并使用低价材料。因此，薄膜型太阳 能电池适合于大量生产。

薄膜型太阳能电池通过在玻璃衬底上形成前电极、在所述前电极上形成 半导体层、以及在所述半导体层上形成后电极这些顺序进行的步骤来制造。 在这种情形中，由于所述前电极相当于光入射面，所以，所述前电极由诸如 ZnO等透明导电材料来制造。对于大尺寸衬底，由于所述透明导电层的电阻 的缘故，能量损失增加。

因此，已经提出了一种最小化能量损失的方法，在这种方法中，将薄膜 型太阳能电池分成多个单体电池，并将所述多个单体电池串联连接。这种方 法能够最小化由所述透明导电材料的电阻所造成的能量损失。

在下文中将参考图1A到1G来描述制造具有多个串联连接的单体电池的 薄膜型太阳能电池的现有技术方法。

首先，如图1A所示，在衬底10上形成前电极层12，其中，前电极层12 由诸如ZnO等透明导电材料形成。

如图1B所示，利用激光划线(laser scribing)方法图案化前电极层 12，从而形成单体前电极12a、12b和12c。

如图1C所示，在衬底10的整个表面上形成半导体层14。半导体层14 由诸如硅等半导体材料制成。半导体层14形成PIN结构，在这种PIN结构中， 顺序沉积P型半导体层、本征半导体层、和N型半导体层。

如图1D所示，利用激光划线方法图案化半导体层14，从而形成单体半 导体层14a、14b和14c。

如图1E所示，在衬底10的整个表面上顺序形成透明导电层16和金属层 18，从而形成后电极层20。透明导电层16由ZnO制成，而金属层18由Al 制成。

如图1F所示，通过图案化后电极层20从而形成单体后电极20a、20b 和20c。当图案化后电极层20时，位于后电极层20下方的单体半导体层14b 和14c与后电极层20一起通过激光划线方法进行图案化。

如图1G所示，通过图案化最靠外的单体后电极20a和20c、最靠外的单 体半导体层14a和14c、以及最靠外的单体前电极12a和12c而将衬底10的 最靠外部分隔离开来。这是因为，在将整个薄膜型太阳能电池与外壳连接起 来形成一个模块时可能会出现短路。衬底10的最靠外部分的隔离能够防止所 述薄膜型太阳能电池与所述外壳之间的短路。

利用激光划线方法在衬底10的最靠外部分上进行图案化。衬底10的最 靠外部分由不同的材料层构成。因此，首先通过波长较短的激光对单体后电 极20a和20c以及单体半导体层14a和14c进行划线，然后通过波长较长的 激光对单体前电极12a和12c进行划线。

然而，所述制造薄膜型太阳能电池的现有技术方法有如下缺点。