[发明专利]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及其制造方法。

背景技术

将太阳光能量转换成电能的太阳能电池通过利用被称为P型半导体和N型半导体的两类半导体发电。太阳能电池可以主要被分为在大多数商品中使用的晶体硅太阳能电池、可使用廉价基板的薄膜太阳能电池以及结合晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的混合太阳能电池。

在本发明中，利用在薄玻璃或塑料基板上涂覆膜的方法形成薄膜太阳能电池。通常，载流子的传播(spread)距离在薄膜太阳能电池中比在晶体硅太阳能电池中短，并且当薄膜仅由P-N结结构制成时，由太阳光产生的电子-空穴对的收集效率非常低。因此，运用利用PIN结构的薄膜，在该PIN结构中具有高的光吸收效率的本征半导体材料的光吸收层插设在P型半导体与N型半导体之间。

在薄膜太阳能电池的通常结构中，前透明导电层、PIN层和后反射电极层被顺序沉积在基板上。在该结构中，太阳光透过前透明导电层且在光吸收层中被吸收，在光吸收层中未被吸收且因而透过光吸收层的光被后反射电极层反射，然后在光吸收层中被吸收。

当太阳能电池的光吸收层由具有数微米或更小厚度的薄膜型形成时，较少的太阳光被吸收且电流密度由于光透射而减小。因此，使用前透明导电层和后反射电极层的光散射/捕获(trapping)技术对于增加太阳能电池的效率起重要的作用。

为了增加太阳能电池的效率，可纹理化透明导电层。而且，为了通过增加光的路径长度而改善光效率，被纹理化的透明导电层也可定位在后电极层与N层之间。

然而，用于纹理化后电极层与光吸收层之间的透明导电层的制造工艺很复杂，且光效率会被透明导电层降低，该透明导电层的导电率低于后电极层的金属的导电率。而且，由于层之间的接触界面增加，所以缺陷产生的可能性增加。

在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对于本发明背景技术的理解，因此其可包括不构成本国本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

因此，本发明通过增加后电极层的反射系数来最大化光吸收效率，而未降低导电性，并且简化了制造方法。

根据本发明示例性实施例的太阳能电池的制造方法包括：在基板上沉积透明导电层；图案化透明导电层；形成半导体层，该半导体层沉积在图案化的透明导电层上；图案化半导体层；用金属粉涂覆图案化的半导体层；在涂覆有金属粉的半导体层上形成后电极层；以及，图案化后电极层和半导体层。

在图案化的半导体层上涂覆金属粉的步骤中，金属粉可覆盖图案化的半导体层的上表面和侧表面。

金属粉可以是银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)及其合金之一。

金属粉可由尺寸在50nm至5μm范围内的颗粒构成。

金属粉可分散在挥发性溶剂中并作为溶液、膏或墨被涂覆在半导体层上。

在图案化的半导体层上涂覆金属粉可通过使用以下至少之一完成：旋涂、狭缝涂覆、喷涂、丝网印刷、喷墨法、照相凹版印刷、胶印以及滴涂。

在图案化的半导体层上涂覆金属粉的步骤中，金属粉可与两亲溶剂或表面活性剂混合且被涂覆在半导体层上。

两亲溶剂或表面活性剂可以是乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、环戊酮和环己酮之一。

在图案化的半导体层上涂覆金属粉之前，半导体层可被等离子体照射以在半导体层的表面上形成凸出和凹陷。

在图案化的半导体层涂覆金属粉之前，半导体层可被热处理。

热处理可在低于200度的温度下进行短于30分钟的时间。

在图案化的半导体层涂覆金属粉之前，半导体层可用附着剂涂覆。

在图案化透明导电层之前，透明导电层的上表面被纹理化。

根据本发明另一示例性实施例的太阳能电池的制造方法包括：在基板上沉积透明导电层；图案化透明导电层；形成半导体层，该半导体层沉积在图案化的透明导电层上，其中半导体层包括P层、I层和N层；用金属粉涂覆半导体层；图案化半导体层；在图案化的半导体层上形成后电极层；以及，图案化后电极层和半导体层。

在图案化透明导电层之前，透明导电层的上表面可以被纹理化。

在半导体层上涂覆金属粉的步骤中，金属粉可与两亲溶剂或表面活性剂混合，该半导体层可用金属粉涂覆。

两亲溶剂或表面活性剂可以是乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、环戊酮和环己酮之一。