[发明专利]薄膜型太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池，更具体地说，涉及一种适于将前电极的电 阻减至最小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为电能。

下面将简要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P N结的结构形成，其中，正(P)型半导体与负(N)型半导体形成 结。当太阳光线入射在具有PN结结构的太阳能电池上的时候，由于太阳光 线的能量而在所述半导体中产生空穴(+)和电子(-)。在PN结区域中所 产生的电场的作用下，空穴(+)向P型半导体漂移，电子(-)向N型半 导体漂移，由此产生了电力，并出现了电势。

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。

晶片型太阳能电池使用由诸如硅等半导体材料制成的衬底来制造。而薄 膜型太阳能电池则通过在玻璃衬底上以薄膜的形式形成半导体来制造。

就效率而言，晶片型太阳能电池优于薄膜型太阳能电池。然而，对晶片 型太阳能电池来说，因实施其制造过程中的困难而难以实现较小的厚度。此 外，晶片型太阳能电池使用昂贵的半导体衬底，因此增加了它的制造成本。

尽管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 能电池具有诸如实现薄的纵断面和使用低价材料等优点。因此，薄膜型太阳 能电池适于大规模生产。

薄膜型太阳能电池通过顺序地执行下述步骤而制成：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。 在这种情况中，由于所述前电极相当于太阳光线的入射面，所以所述前电极 由透明导电材料(例如，ZnO)制成。对于大尺寸的衬底来说，在由透明导 电材料制成的前电极中电阻增大，由此导致能量损失增大。

因此，提出了使由透明导电材料制成的前电极中的电阻减至最小的方法， 其中，将薄膜型太阳分成多个单体电池，并且将所述多个单体电池串联连接 起来。

在下文中，将参照附图描述具有多个串联连接的单体电池的薄膜型太阳 能电池的现有制造方法。

图1A至1F是剖面图，示出了具有多个串联连接的单体电池的薄膜型太 阳能电池的现有制造方法。

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由透明导电材料(例如，ZnO)制成。

接着，如图1B所示，通过图案化前电极层12形成单体前电极12a、12b 和12c。可以通过激光划线过程进行所述图案化前电极层12的过程。

接着，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形成，其中，半导体层14具有PIN结构，在所 述PIN结构中，正(P)型半导体层(在下文中，称作P层)、本征(I)型 半导体层(在下文中，称作I层)和负(N)型半导体层(在下文中，称作N 层)被顺序地沉积。

如图1D所示，通过图案化半导体层14形成单体半导体层14a、14b和 14c。可以通过激光划线过程进行所述图案化半导体层14的过程。

接着，如图1E所示，在衬底10的整个表面上顺序地形成透明导电层16 和后电极层18。透明导电层16由氧化锌(ZnO)形成，而后电极层18由铝 (Al)形成。

如图1F所示，通过图案化后电极层18形成单体后电极18a、18b和18c。 此时，当图案化后电极层18时，位于后电极层18下面的透明导电层16以及 单体半导体层14b和14c也通过所述激光划线过程被图案化。

如果太阳能电池被分成多个单体电池，并且所述单体电池串联连接，那 么，即使在大尺寸的衬底中，前电极的电阻也不会增大，由此防止了能量损 失问题的发生。

然而，薄膜型太阳能电池的现有制造方法必须要有激光划线过程。这会 导致下述问题。

第一，进行激光划线过程会产生大量碎料。所产生的碎料会引起诸如衬 底污染或器件短路等问题。

第二，如果由于激光照射和辐照时间控制不当而使激光过度地作用在目 标层上，那么位于目标层下面的下部层会与目标层一起被划线。

第三，激光划线过程会使制造薄膜型太阳能电池的过程变复杂。另外， 难以连续地在大气条件下进行激光划线过程和在真空条件下进行其它过程。

发明内容

技术问题