薄膜太阳能电池及其形成方法技术

太阳能电池包括：背面接触层、背面接触层上的吸收层、吸收层上的缓冲层以及缓冲层之上的正面接触层。正面接触层具有第一部分和第二部分。正面接触层的第一部分和第二部分的厚度或掺杂浓度相互不同。本发明专利技术提供了薄膜太阳能电池及其形成方法。

【技术实现步骤摘要】
薄膜太阳能电池及其形成方法本申请要求于2013年3月14日提交的美国临时专利申请第61/782,057号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
本专利技术涉及薄膜光电太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
太阳能电池是用于通过太阳光直接生成电流的光电组件。由于对清洁能源的日益增长的要求，太阳能电池的制造近年来急剧扩张并且继续扩张。多种类型的太阳能电池存在并且继续进行开发。太阳能电池包括吸收被转换为电流的太阳光的吸收层。当前存在多种太阳能收集模块。太阳能收集模块通常包括很大的平坦基板，并且包括背面接触层、吸收层、缓冲层和正面接触层，该正面接触层可以是透明导电氧化物（TCO）材料。多个太阳能电池形成在一个基板上，并且通过每个天阳能电池中的各个互连结构进行串联连接，以形成太阳能电池模块。每个互连结构都包括三条划线，被称为P1、P2和P3。P1划线延伸穿过背面接触层并且填充有吸收材料。P2划线延伸穿过缓冲层和吸收层，并且填充有（导电）正面接触材料。因此，P2划线将第一太阳能电池的正面电极连接至相邻太阳能电池的背面电极。P3划线延伸穿过正面接触层、缓冲层和吸收层。因为互连结构不会有助于太阳能电池吸收和电流的生成，所以太阳能电池位于互连结构外部的一部分被称为有效电池。因此，太阳能电池模块的一系列电阻在很大程度上取决于正面接触层的电阻和正面接触层和背面接触层之间的接触电阻。
技术实现思路
为了解决现有技术所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种太阳能电池，包括：背面接触层；吸收层，位于所述背面接触层上；缓冲层，位于所述吸收层上；以及正面接触层，位于所述缓冲层之上，所述正面接触层具有第一部分和第二部分，其中，所述正面接触层的所述第一部分和所述第二部分在由厚度和掺杂浓度所构成的组中的一个方面相互不同。在该太阳能电池中，所述正面接触层的所述第二部分的面积大于所述第一部分的面积。在该太阳能电池中，所述第一部分位于所述太阳能电池的互连结构区域中，并且所述第二部分的50%以上的面积位于所述太阳能电池的所述互连结构区域的外部，并且所述正面接触层的所述第二部分的掺杂浓度低于所述第一部分的掺杂浓度。根据本专利技术的另一方面，提供了一种太阳能电池，包括：背面接触层；吸收层，位于所述背面接触层上；缓冲层，位于所述吸收层上；以及第一正面接触层，位于所述缓冲层之上，所述第一正面接触层具有第一掺杂浓度；以及第二正面接触层，位于所述缓冲层的一部分之上，所述第二正面接触层覆盖的面积小于所述第一正面接触层覆盖的面积，所述第二正面接触层的第二掺杂浓度不同于所述第一掺杂浓度。在该太阳能电池中，所述第一正面接触层的掺杂浓度低于所述第二正面接触层的掺杂浓度，并且所述第一正面接触层形成在所述第二正面接触层上。在该太阳能电池中，所述第一正面接触层的掺杂浓度低于所述第二正面接触层的掺杂浓度，并且所述第二正面接触层形成在所述第一正面接触层上。在该太阳能电池中，所述第一正面接触层的掺杂浓度在1×1012atoms·cm-3到5×1020atoms·cm-3之间，并且所述第二正面接触层的掺杂浓度在1×1017atoms·cm-3到8×1022atoms·cm-3之间。在该太阳能电池中，所述太阳能电池具有包括多条划线的互连结构；以及所述第二正面接触层形成在与所述多条划线垂直地延伸的一个或多个区域中。在该太阳能电池中，所述第二正面接触层具有连接至所述一个或多个区域并且远离所述一个或多个区域进行延伸的至少一个附加区域。在该太阳能电池中，所述第二正面接触层具有连接在所述一个或多个区域的相对侧并且延伸所述太阳能电池的大部分宽度的两个所述附加区域。在该太阳能电池中，所述太阳能电池的所述互连结构具有多条划线；以及所述第二接触层贯穿其长度延伸到所述多条划线中的至少一条之上。在该太阳能电池中，所述互连结构具有位于所述背面接触层中的第一划线和延伸穿过所述吸收层、所述缓冲层以及所述第一正面接触层的第二划线；其中，所述第二正面接触层在所述第一划线和所述第二划线之间延伸但不越过所述第一划线和所述第二划线。在该太阳能电池中，所述互连结构具有延伸穿过所述吸收层和所述缓冲层的划线，所述划线具有边缘；其中，所述第二正面接触层在所述划线的边缘之间延伸但不越过所述划线的边缘。在该太阳能电池中，所述互连结构具有延伸穿过所述吸收层和所述缓冲层的划线，所述划线填充有导电性高于所述第一正面接触层的导电性的材料。在该太阳能电池中，所述太阳能电池包括多个矩形区域，每个矩形区域都多个侧面，所述第二正面接触层沿着所述侧面形成在所述缓冲层之上，每个矩形区域都具有中心区域但其中不具有所述第二正面接触层。根据本专利技术的又一方面，提供了一种制造太阳能电池的方法，包括：在基板上形成背面接触层；在所述背面接触层上形成吸收层；在所述吸收层上形成缓冲层；以及在所述缓冲层之上形成第一正面接触层；以及在部分所述缓冲层之上形成第二正面接触层，所述第二正面接触层覆盖的面积小于所述第一正面接触层的面积。在该方法中，所述第一正面接触层具有第一掺杂浓度，并且所述第二正面接触层具有第二掺杂浓度，所述第一掺杂浓度小于所述第二掺杂浓度。在该方法中，所述太阳能电池具有包括多条划线的互连结构，并且形成所述第二正面接触层的步骤包括：在与所述划线垂直地延伸的至少一个延长部分中形成所述第二接触层。在该方法中，形成所述第二正面接触层的步骤进一步包括：在与所述划线平行地延伸的至少一个延长部分中形成所述第二接触层。在该方法中，所述划线包括具有第一边缘的第一划线和具有远离所述第一划线的所述第一边缘的第二边缘的第二划线，以及所述至少一个延长部分形成在所述第一边缘和所述第二边缘之间但没有越过所述第一边缘和所述第二边缘。附图说明图1是本文中所描述的太阳能电池的实施例的截面图，其中，低掺杂正面接触层位于高掺杂正面接触层之上。图2是图1的太阳能电池的变型例的截面图，其中，高掺杂正面接触层位于低掺杂正面接触层之上。图3是包括图1的太阳能电池的太阳能电池模块的平面图。图4是通过剖面线4-4所截取的图3的太阳能电池模块的截面图。图5是图3的太阳能电池模块的变型例的平面图。图6是通过剖面线6-6所截取的图5的太阳能电池模块的截面图。图7是图3的太阳能电池模块的变型例的平面图。图8是通过剖面线8-8所截取的图7的太阳能电池模块的截面图。图9A是包括图7和图8的太阳能电池的变型例的太阳能电池模块的平面图。图9B是图9A的太阳能电池模块的截面图，其中，低掺杂正面接触层位于高掺杂正面接触层之上。图9C是图9B的太阳能电池模块的变型例，高掺杂正面接触层位于低掺杂正面接触层之上。图10A是包括图7和图8的太阳能电池的变型例的太阳能电池模块的平面图。图10B是图10A的太阳能电池模块的截面图，其中，低掺杂正面接触层位于高掺杂正面接触层之上。图10C是图10B的太阳能电池模块的变型例，高掺杂正面接触层位于低掺杂正面接触层之上。图11是图3的太阳能电池模块的变型例的平面图。图12是通过剖面线12-12所截取的图9的太阳能电池模块的截面图。图13是如本文中所示和所述的制造太阳能电池的方法的流程图。图14是用于图案化图3和图4的第二正面接触层的光掩模的示图。具体实施方式旨在结合附图阅读示例性实施例的该描述，附图被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，包括：背面接触层；吸收层，位于所述背面接触层上；缓冲层，位于所述吸收层上；以及正面接触层，位于所述缓冲层之上，所述正面接触层具有第一部分和第二部分，其中，所述正面接触层的所述第一部分和所述第二部分在由厚度和掺杂浓度所构成的组中的一个方面相互不同。

【技术特征摘要】
2013.03.14 US 61/782,057;2013.04.04 US 13/856,5341.一种太阳能电池，包括：背面接触层；吸收层，位于所述背面接触层上；缓冲层，位于所述吸收层上，其中，在所述太阳能电池的互连结构中具有穿过所述吸收层和所述缓冲层的划线；以及正面接触层，位于所述缓冲层之上，所述正面接触层具有第一部分和第二部分，其中，所述正面接触层的所述第一部分和所述第二部分在由厚度和掺杂浓度所构成的组中的一个方面相互不同，所述第一部分覆盖并且延伸至所述划线之外，所述第一部分完全包含在所述互连结构中。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述正面接触层的所述第二部分的面积大于所述第一部分的面积。3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一部分位于所述太阳能电池的互连结构区域中，并且所述第二部分的50％以上的面积位于所述太阳能电池的所述互连结构区域的外部，并且所述正面接触层的所述第二部分的掺杂浓度低于所述第一部分的掺杂浓度。4.一种太阳能电池，包括：背面接触层具有穿过其中的第一划线；吸收层，位于所述背面接触层上；缓冲层，位于所述吸收层上；以及第一正面接触层，位于所述缓冲层之上，所述第一正面接触层具有第一掺杂浓度；以及第二正面接触层，位于所述缓冲层的一部分之上，所述第二正面接触层覆盖的面积小于所述第一正面接触层覆盖的面积，所述第二正面接触层的第二掺杂浓度不同于所述第一掺杂浓度，所述太阳能电池具有延伸穿过所述吸收层、所述缓冲层以及所述第一正面接触层的第二划线，其中，所述第二正面接触层在所述第一划线和所述第二划线之间延伸但不越过所述第一划线和所述第二划线。5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述第一正面接触层的掺杂浓度低于所述第二正面接触层的掺杂浓度，并且所述第一正面接触层形成在所述第二正面接触层上。6.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述第一正面接触层的掺杂浓度低于所述第二正面接触层的掺杂浓度，并且所述第二正面接触层形成在所述第一正面接触层上。7.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述第一正面接触层的掺杂浓度在1×1012atoms·cm-3到5×1020atoms·cm-3之间，并且所述第二正面接触层的掺杂浓度在1×1017atoms·cm-3到8×1022atoms·cm-3之间。8.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中：所述太阳能电池具有包括多条划线的互连结构；以及所述第二正面接触层形成在与所述多条划线垂直地延伸的一个或多个区域中。9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：程子桓，蔡明典，
申请(专利权)人：台积太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71