[发明专利]集成薄膜太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成薄膜太阳能电池及其制作方法。

背景技术

太阳能电池作为将太阳光能直接转换为电力的半导体元件，根据其使用的材质分为硅系、化合物系和有机物系。

而且，硅系太阳能电池根据半导体相(phase)细分为单晶硅(singlecrystalline silicon；c-Si)、多晶硅(polycrystalline silicon；poly-Si)和非晶硅(amorphous silicon；a-Si:H)太阳能电池。

另外，太阳能电池根据半导体厚度分为块(基板)型太阳能电池和薄膜型太阳能电池，其中，薄膜型太阳能电池是半导体层厚度为数10μm～数μm的太阳能电池。

硅系太阳能电池中，单晶硅和多晶硅太阳能电池属于块型太阳能电池，非晶硅太阳能电池属于薄膜型太阳能电池。

另一方面，化合物系太阳能电池分为块型(例如，Ⅲ-Ⅴ族的GaAs(Gallium Arsenide)和InP(Indium Phosphide)等)和薄膜型(例如，Ⅱ-Ⅵ族的CdTe(Cadmium Telluride)和Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族的CulnSe2(CIS；CopperIndium Diselenide)等)，有机物系太阳能电池大体上分为有机分子型和有机无机复合型。除此之外还有染料敏化太阳能电池，这些均属于薄膜型太阳能电池。

在如上所述的多种太阳能电池中，能量转换效率高且制造费用相对低廉的块型硅太阳能电池作为主要的地上电力而被广泛应用。

然而，最近块型硅太阳能电池随着其需求的急剧增加，出现因缺乏原料而导致价格上升的趋势。而且，为了开发出针对大规模地用于地上电力的太阳能电池的低价化和批量化技术，迫切需要开发出将硅原料节省至目前使用量的数百分之一的薄膜型太阳能电池。

图1a～图1f表示目前常用的a-Si:H薄膜太阳能电池的集成化方法。首先，在玻璃基板1上形成透明电极层2；将基板1翻过来并对透明电极层2进行激光刻槽；刻槽后将基板再次翻过来对残留物进行洗净和干燥并沉积薄膜太阳能电池层3；为了刻槽薄膜太阳能电池，再次将基板1翻过来并对薄膜太阳能电池层3进行刻槽；之后可再次洗净基板1；然后形成内电极层4；最后，再将基板1翻过来并对内电极层4进行刻槽，然后可以再次洗净已刻槽的基板1。目前常用的集成化技术中，为了对透明电极层2、薄膜太阳能电池层3和内电极层4进行刻槽，至少需要3次的激光刻槽。由于在每次刻槽中会损失面积且通过各刻槽之间的工序差异而在单元电池间产生约250μm～300um的无效间隔，因此导致相当于单元电池面积的3～4％的无效面积。另外，由于激光刻槽必须在大气中完成，因此存在因暴露于大气中而导致薄膜太阳能电池的性能降低、因真空状态和大气状态之间的重复工序而导致生产性低下且在整个工序中必须设有洁净室(clean room)等的问题。

根据现有的集成化技术而集成的薄膜太阳能电池中，由于导线厚度为3mm～5mm，因此接出+端和-端的母线区必须具有比所述厚度还厚的厚度。为了对太阳能电池层和内面电极层进行3mm～5mm以上宽度的刻槽，需要进行好几次的激光刻槽。然而，这种激光刻槽工序的增加是非常低效的。

发明内容

本发明的集成薄膜太阳能电池的制作方法包括以下步骤：准备沟槽按照间隔有一定距离的方式形成的基板；通过第一导电性物质在各个所述沟槽的部分底面和一个侧面上形成第一电极层；在没有形成所述第一电极层的沟槽的一部分和所述第一电极层上形成太阳能电池层；倾斜释放出第二导电性物质并将其沉积在所述太阳能电池层上以形成第二电极层；对形成在所述沟槽上的太阳能电池层进行蚀刻，以使所述第一电极层暴露；通过倾斜释放出第三导电性物质并将其沉积在所述第二电极层上的方式形成导电层，以使所述暴露的第一电极层和所述第二电极层电连接。

本发明的集成薄膜太阳能电池包括：基板，其中形成有以一定距离间隔开的沟槽；第一电极层，形成在各个所述沟槽的部分底面和一个侧面上；太阳能电池层，形成在所述基板和所述第一电极层上以使部分所述第一电极层暴露；第二电极层，形成在所述太阳能电池层上；导电层，形成在所述第二电极层上以使所述暴露的第一电极层和所述第二电极层电连接。

附图说明

图1a～图1f为根据现有技术的集成薄膜太阳能电池的制造方法；

图2a～图2k为根据本发明实施例1的集成薄膜太阳能电池的制造方法；

图3a～图3g为根据本发明实施例2的集成薄膜太阳能电池的制造方法；

图4a～图4h为根据本发明实施例3的集成薄膜太阳能电池的制造方法；