[发明专利]薄膜太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜太阳能电池，更具体地，涉及一种提高能量转 换效率的薄膜太阳能电池及其制造方法。

背景技术

本申请要求2009年2月5日提交的韩国专利申请No. 10-2009-0009309的优先权，此处以引证的方式并入其全部内容。

通常，根据光吸收层的材料，太阳能电池被分成多种类型。太阳能 电池可以被归类为以硅作为光吸收层的硅太阳能电池、采用CIS(CuInSe₂) 或者CdTe的化合物薄膜太阳能电池、III-V族太阳能电池、染料敏化太 阳能电池以及有机太阳能电池。

在上述太阳能电池中，硅太阳能电池包括晶体太阳能电池和非晶薄 膜太阳能电池。块型(Bulk-type)晶体太阳能电池被广泛使用。然而，昂贵 的硅材料和复杂的制造工艺，导致上述晶体太阳能电池的生产成本增加。

近来，通过在相对低成本的基板(如玻璃、金属或者塑料)上而不 是在硅晶片上形成薄膜型太阳能电池，进行了用于降低生产成本的研究。

下面将参考附图说明根据相关技术的一种薄膜太阳能电池。

图1是根据相关技术的一种薄膜太阳能电池的截面图。图1中，相 关技术的薄膜太阳能电池5包括玻璃或塑料的第一和第二基板10和20， 它们彼此相对地附接在一起。透明导电层30形成在第一基板10的内表 面上。光吸收层40形成在透明导电层30上，该光吸收层40具有p-i-n 结构并包括p型硅层40a、i型硅层40b和n型硅层40c。反射电极50形 成在各个单元电池C的光吸收层40上。聚合材料层60形成在第二基板 20的内表面上并接触第一基板10的反射电极50。

这里，反射电极50由选自包括具有相对高的反射比的材料(如铝(Al) 和银(Ag))的导电材料组中的一种形成。通过对光进行反射，反射电极 50增加穿过光吸收层40的光的散射特性。

尽管图中未示出，粘合层可以形成在聚合材料层60和反射电极50 之间，以牢固地附接第一和第二基板10和20。

在薄膜太阳能电池5中，从外界入射到第一基板10上的外部光穿过 第一基板10和p型硅层40a并被i型硅层40b吸收。由于被吸收的光具 有比硅的带隙能量更大的能量，所以在i型硅层40b中产生电子和空穴。 由于内部电场，i型硅层40b中的电子和空穴分别扩散到p型硅层40a和 n型硅层40c，并分别通过透明导电层30和反射电极50而被提供到外部 电路。因此，太阳能可被转换成电能。

然而，相关技术的薄膜太阳能电池5在提高能量转换效率方面存在 限制，这是因为它吸收范围在200nm至800nm的短波长的光。为了提高 能量转换效率，提出了使透明导电层30具有不平坦表面的设计，以增加 光吸收。

图2A是示意性地说明根据相关技术的一种包括具有不平坦表面的 透明导电层的薄膜太阳能电池的截面图，而图2B是示出图2A的薄膜太 阳能电池中的光路的图。这里，在图2A和图2B中，与图1相同的部件 可以具有相同的标号，并且省去了对相同部分的说明。

如图2A和图2B中所示，具有不平坦表面的透明导电层30形成在 第一基板10上。即，透明导电层30在其顶表面具有相互交替的峰和谷。 透明导电层30的不平坦表面增加和改善了太阳能的转换效率。

然而，在薄膜太阳能电池5中，当外部光穿过第一基板10和透明导 电层30时存在光损失。因此，即使由于在透明导电层30的表面的光散 射和光透射距离的增大而使能量转换效率得到提高，在透明导电层30和 光吸收层40之间的界面处的反射也会导致光损失，并且薄膜太阳能电池 5的能量转换效率不能被充分地提高。

即，如图2B中所示，当透明导电层30具有不平坦表面时，表面处 的散射特性得到改善。但是，当光穿过透明导电层30和光吸收层40之 间的界面时，由于反射和吸收而存在光损失。在薄膜太阳能电池5中， 透明导电层30和光吸收层40之间的界面处的反射和吸收所造成的光损 失可能导致大约能量转换效率总损失的25％。

发明内容

因此，本发明涉及一种薄膜太阳能电池及其制造方法，其能够基本 上克服因相关技术的局限和缺点带来的一个或更多个问题。

本发明的目的在于提供一种薄膜太阳能电池及其制造方法，其能够 增加提供给光吸收层的光量并且提高能量转换效率。