[发明专利]薄膜太阳能结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池结构及其制造方法，特别是涉及一种具增大太阳能面板有效区域的结构及其制造方法。

背景技术

太阳能电池是将光能直接转变成电能的光电伏打装置。最常见的太阳能电池材料为硅，其呈单或多晶性晶圆的形式。然而，以硅为底材的太阳能电池所产生的电力成本比更传统的方法所产生的电力成本高。因此，1970年早期即已致力于降低太阳能电池的成本。降低太阳能电池成本的一种方式为开发可在大面积基材上沉积太阳能电池质量吸收材料的低成本薄膜生长技术且使用高生产量低成本方法来制造太阳能电池。

包含周期表IB族(铜、银、金)、IIIA族(硼、铝、镓、铟、铊)及VIA族(氧、硫、硒、碲、钋)材料或元素的IBIIIAVIA族化合物(黄铜矿结构，Chalcopyrites)半导体为用于薄膜太阳能电池结构的优良吸收材料。特别是，ClGS或Cu(In，Ga)(S，Se)₂或CuIn_1-xGa_x(SySe_1-y)_k，其中0≤x≤1，0≤y≤1及k为约2，的铜、铟、镓、硒及硫的化合物早已被用于产生约20％转换效率的太阳能电池结构中。含IIIA族元素铝及/或VIA族元素碲的吸收体亦显示出其可能性。因此，薄膜太阳能电池的应用对于含有下列元素的化合物大有兴趣：(1)IB族的铜，(2)IIIA族的铟、镓及铝至少其中之一，及(3)VIA族的硫、硒及碲至少其中之一。

例如Cu(In，Ga，Al)(S，Se，Te)₂薄膜太阳能电池等的传统IBIIIAVIA族化合物光电伏打电池的结构显示于图1中。该电池结构10是制造在例如玻璃(Glass)或是具有可挠性的金属箔(如不锈钢箔、铜箔、铝合金箔)或一些高分子如Polyimide(PI)等的基材10上。将包含在Cu(In，Ga，Al)(S，Se，Te)₂族群中的材料的光吸收层14长在导电层12上，导电层12预先沉积在基材10上并作连至该电池结构10的电接点。导电层12包含钼、钽、钨、钛、铜、铝及不锈钢等不同的导电层已被用于图1的薄膜太阳能电池结构中。若基材10本身经适当地选择导电材料，不可能使用导电层12，因为该基材10可接着作为连至该装置的奥姆接点。等光吸收层14生长之后，在光吸收层14上形成例如CdS、ZnO或CdS/ZnO堆栈物等的透明层16。辐射经由透明层16进入电池结构10。光吸收层14内含有p-n结构之半导体层的较佳电气类型为p-型，透明层16的较佳电气类型为n-型。然而，也可利用n-型光吸收层14及p-型透明层16。然而，在制造过程中因对位不准而导致短路；左右二侧的组件尺寸大小因透明层14对位因素影响，与其它正常的组件有差异，而影响其电性；而太阳能面板有效区的大小因受限于各机台能力，常因对位不准的关系产生的阴影效应(shadow effect)而被限缩4mm～8mm。

发明内容

为解决上述发明背景的对位问题，本发明提出一种薄膜太阳能电池结构及其制造方法，来避免因对位不准，造成对太阳能电池部分组件(Device)转换效率降低而影响太阳能电池整体转换效率。

本发明的目的为提供一种无对位问题的薄膜太阳能电池结构。

本发明的另一目的为提供一种可使有效区变大的薄膜太阳能电池的制造方法。

根据上述目的，本发明揭露一种薄膜太阳能电池结构及其制造方法。首先，提供基材，在基材上形成导电层。然后，移除部分的导电层，在垂直组件串接方向形成第一凹槽，且在平行串接方向形成第二凹槽，以将复数个薄膜太阳能电池组件隔离。接下来顺应性地在导电层上形成主动层。接着，移除部分的主动层，在垂直组件的串接方向形成第三凹槽，作为与导电层连接的接触窗。之后顺应性地在主动层上形成透明导电层。紧接着，移除部分的透明导电层及部分的主动层，在垂直组件的串接方向形成第四凹槽及第六凹槽。最后，移除部分的透明导电层及部分的主动层，在平行组件的串接方向形成第五凹槽及第七凹槽，以定义出最大有效区域。

具体实施方式

本发明一些实施例的详细描述如下，然而，除了该详细描述外，本发明还可以广泛地在其它的实施例施行。亦即，本发明的范围不受已提出之实施例的限制，而应以本发明提出的权利要求为准。

再者，为提供更清楚的描述及更易理解本发明，图示内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其它相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图示的简洁。