[发明专利]优化TCO太阳能电池膜中的电阻和透明度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明大体上涉及太阳能电池器件，更具体而言，涉及用于形成透明导电氧化物(TCO)和其他膜以及优化这些膜中的电阻和透明度的装置和方法。

背景技术

太阳能电池是用于通过阳光直接生成电流的光伏元件。由于对清洁能源的需求不断增加，最近几年太阳能电池的制造已经大幅扩大并且还在持续扩大。由于透明导电氧化物(TCO)膜作为透明涂层和电极的多功能性，其在太阳能电池中得到广泛使用。同样地，TCO膜具有高透明度和低电阻以用于其多种目的。致力于同时优化透明度和电阻而不引入污染或导致成本大量增加的现有方法和技术还未完全成功。在许多情况下，通过增加掺杂物降低电阻导致不期望的透明度的降低。

为了降低电阻，一种方法是在太阳能电池的表面上提供金属网格，但是因为这种网格中使用的金属不是透明的，所以这会损害透明度。透明度的降低使通过阳光所生成的电量减少，通过阳光所生成的电量与可用于阳光浸润的太阳能电池面积成正比。为了降低电阻而尝试作为添加物加入TCO的掺杂物通常降低了TCO的透明度(尤其是在长波长区域内)。

用于优化TCO膜有效性(即，降低电阻的同时使透明度最大化)的其他尝试也还未完全成功。

因此，本领域需要解决现有方法和技术的传统缺点和限制并且提供具有合适的低电阻和高透明度的透明导电氧化膜。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种形成太阳能电池的方法，所述方法包括：提供太阳能电池基板；在多室制造装置的第一室中的所述太阳能电池基板上沉积至少一种膜；以及在所述多室制造装置的第二室中将上面具有所述至少一种膜的所述太阳能电池基板暴露在光能量中。

在该方法中，沉积所述至少一种膜包括沉积TCO(透明导电氧化物)膜。

在该方法中，所述TCO膜包括ITO(氧化铟锡)，并且所述太阳能电池基板包括设置在基底板上的太阳能电池膜层。

在该方法中，所述TCO膜包括ZnO、AZO(掺铝氧化锌)、BZO(掺硼氧化锌)、GZO(掺镓氧化锌)和掺铟氧化镉中的一种。

在该方法中，沉积包括CVD(化学汽相沉积)、APCVD(常压化学汽相沉积)、ALD(原子层沉积)、PECVD(等离子体增强化学汽相沉积)、MOCVD(金属有机物化学汽相沉积)和溅射中的一种，并且所述太阳能电池基板包括玻璃、塑料和柔性材料中的一种，而且沉积还包括在所述多室制造装置的内部将所述太阳能电池基板从所述第一室自动转移至所述第二室。

在该方法中，暴露包括将所述太阳能电池基板暴露于具有约380nm至740nm的波长的光的光能量中约15分钟至30分钟的时间。

在该方法中，沉积所述至少一种膜包括以下两种方法中的一种：a)在所述太阳能电池基板上沉积TCO膜，然后在所述TCO膜上方沉积太阳能电池膜，其中，所述太阳能电池基板是透明的；和b)在所述太阳能电池基板上沉积太阳能电池膜，然后在所述太阳能电池膜上方沉积TCO膜。

在该方法中，所述光能量由提供紫外光、红外光和可见光中的至少一种的光源来提供。

在该方法中，所述光能量在约0.9eV和5eV之间，并且暴露包括暴露于来自第一光源的具有第一波长范围的光和暴露于来自第二光源的具有第二波长范围的第二种光。

在该方法中，暴露包括将所述基板的第一面暴露给第一光源，以及将所述基板的相对面暴露给第二光源。

在该方法中，暴露包括接连地将所述太阳能电池基板暴露于多个范围的光能量。

在该方法中，所述至少一种膜包括TCO膜，并且暴露的时间足以降低所述TCO膜的电阻而不降低其透明度。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成太阳能电池的方法，所述方法包括：提供太阳能电池基板；在多室制造装置的第一室中的所述太阳能电池基板上至少沉积TCO膜(透明导电氧化物)；以及在所述多室制造装置的第二室中将在其上至少具有所述TCO膜的所述太阳能电池基板暴露给至少一个光源，所述暴露包括暴露于多种波长的光。

在该方法中，沉积所述TCO膜包括沉积ITO(氧化铟锡)膜，并且暴露于多种波长的光包括暴露于来自第一光源的第一波长范围的光和暴露于来自第二光源的第二波长范围的光，所述第一光源和所述第二光源设置在所述第二室中的所述太阳能电池基板的相对侧。

在该方法中，暴露于所述多种波长的光包括暴露于约250nm至约1240nm范围内的多种波长的光。