太阳能电池及其制造设备和制造方法技术

本发明专利技术涉及一种太阳能电池，其包括一个可以挠曲的基板，一层背电极，一层Ｐ型半导体层，一层Ｐ－Ｎ结层，一层Ｎ型半导体层，一层透明导电层及一层前电极。该基板的材料是聚合物。该背电极形成在该基板的一个表面上。该Ｐ型半导体层形成在该背电极上。该Ｐ－Ｎ结层形成在该Ｐ型半导体层上。该Ｎ型半导体层形成在该Ｐ－Ｎ结层上。该透明导电层形成在该Ｎ型半导体层上。该前电极形成在该透明导电层上。本发明专利技术太阳能电池的基板是可挠曲的聚合物基板，故太阳能电池可挠曲，将其应用于建筑领域时，更容易配合建筑物本身的形状设计成不同几何形状的太阳能电池，使设计更有弹性。此外，本发明专利技术还提供了一种制造上述太阳能电池的设备及方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池、用于制造该太阳能电池的设备及方法，尤其涉及一种具有可挠 曲基板的太阳能电池、用于制造该太阳能电池的设备及方法。
技术介绍
太阳能电池主要应用的是光电转换原理，其结构主要包括基板以及设置在基板上的P型 半导体材料层和N型半导体材料层。光电转换是指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程(请参见Grown junction GaAs solar cell ，Shen， C. C. ; Pearson, G丄；Proceedings of the IEEE, Volume 64， Issue 3， March 1976 Page (s) : 384-385)。当太阳光照射到半导体上时，其中 一部分被表面反射掉，其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光，当然有一些变成热能， 另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子-空穴对。这样，光能就以产 生电子-空穴对的形式转变为电能，并在P型和N型交界面两边形成势垒电场，将电子驱向N 区，空穴驱向P区，从而使得N区有过剩的电子，P区有过剩的空穴，在P-N结附近形成与 势垒电场方向相反的光生电场。光生电场的一部分除抵消势垒电场外，还使P型层带正电， N型半导体层带负电，在N区与P区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。若分别在P型层和 N型半导体层焊上金属引线，接通负载，则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池元 件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。近年来，太阳能电池已经广泛应用于航天、工业、气象等领域，如何将太阳能电池应用 于日常生活，以解决能源短缺、环境污染等问题已成为一个热点问题。这其中，将太阳能电 池与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑或家庭房屋实现电力自给，是未来一大发展方向 ，德国、美国等国家更提出光伏屋顶计划。然而一般的太阳能电池的基板都采用单晶硅、多晶硅或玻璃等材料，这些材料不易挠曲 ，难以固定在一个弯曲的表面上，限制了太阳能电池面板的形状及安装位置，尤其在希望把 其应用于与建筑材料结合的模件中时，会受到许多限制。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种具有可挠曲基板的太阳能电池、制造该太阳能电池的设备及 其制造方法。一种太阳能电池，其包括一个可以挠曲的基板， 一层背电极， 一层P型半导体层， 一层 P-N结层， 一层N型半导体层， 一层透明导电层及一层前电极。该基板的材料是聚合物。该背 电极形成在该基板的一个表面上。该P型半导体层形成在该背电极上。该P-N结层形成在该P 型半导体层上。该N型半导体层形成在该P-N结层上。该透明导电层形成在该N型半导体层上 。该前电极形成在该透明导电层上。一种用于制造太阳能电池的设备，其包括一个缠绕室及一个镀膜室。该缠绕室内设置有 一个放巻轴和一个收巻轴，该放巻轴用于缠绕可以挠曲的聚合物基板并且将该基板从该放巻 轴放出，该收巻轴用于将镀膜后的该基板巻起。 一个镀膜室依次设置有第一溅射区、第一沉 积区、第二溅射区、第二沉积区、第三溅射区及第四溅射区，每个区分别设置有至少一个滚 轴，可以挠曲的聚合物基板的第一端缠绕在放巻轴上，该聚合物基板的第二端依次通过各滚 轴缠绕在收巻轴上，从而该聚合物基板可以从放巻轴出发依次经过第一溅射区、第一沉积区 、第二溅射区、第二沉积区、第三溅射区及第四溅射区，从而缠绕在该收巻轴上。该第一溅 射区用于通过溅射法在基板的一个表面上形成一层背电极，该第一沉积区用于通过化学气相 沉积法在该背电极上形成一层P型半导体层，该第二溅射区用于通过溅射法在该P型半导体层 上形成一层P-N结层，该第二沉积区用于通过化学气相沉积法在该P-N结层上形成一层N型半 导体层，该第三溅射区用于通过溅射法在该N型半导体层上形成一层透明导电层，该第四溅 射区用于通过溅射法在该透明导电层上形成一层前电极，从而得到太阳能电池。一种采用上述设备制造太阳能电池的制造方法，该方法包括以下步骤将聚合物基板的一端缠绕于放巻轴，将该聚合物基板的另一端聚合物基板由放巻轴出发 ，依次经由第一导向轴、经过滚轴及第二导向轴，巻绕在收巻轴上；从该放巻轴释放该聚合物基板，在该放巻过程中，使该聚合物基板依次经过第一溅射区 、第一沉积区、第二溅射区、第二沉积区、第三溅射区及第四溅射区，其中，在该第一溅射 区通过溅射法在基板的一个表面上形成一层背电极，在该第一沉积区通过化学气相沉积法在 该背电极上形成一层P型半导体层，在该第二溅射区通过溅射法在该P型半导体层上形成一层 P-N结层，在该第二沉积区通过化学气相沉积法在该P-N结层上形成一层N型半导体层，在该 第三溅射区通过溅射法在该N型半导体层上形成一层透明导电层，在该第四溅射区通过溅射 法在该透明导电层上形成一层前电极，从而得到太阳能电池。相对于现有技术，本专利技术太阳能电池的基板是可挠曲的聚合物基板，故太阳能电池可挠 曲，将其应用于建筑领域时，更容易配合建筑物本身的形状设计成不同几何形状的太阳能电 池，使设计更有弹性。附图说明图l是本专利技术实施例太阳能电池的剖面示意图2是本专利技术实施例用于制造太阳能电池的巻轴式镀膜系统的剖面示意图。 具体实施例方式下面将结合附图，对本专利技术作进一步的详细说明。请参阅图l，本专利技术实施例太阳能电池10包括一个基板101，基板101具有一个表面1012 ，基板101的表面1012上依次形成有背电极(Back Metal Contact Layer) 102， P型半导 体层103， P-N结层104， N型半导体层105，透明导电层(Transparent Conductive Oxide) 106，及前电极(Front Metal Contact Layer) 107。基板101是可挠曲的聚合物薄片(Polymer Foil)。该聚合物可以是透明或者不透明的 。透明的聚合物材料可以是聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚甲基丙烯酸甲酯( Polymethyl Methacrylate， PMMA )等。不透明的聚合物材料可以是聚醚醚酮(Polyether Ether Ketone, PEEK)、液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer, LCP)等。优选地，基板 IOI的材料是光学等级聚合物(Optical Grade Polymer)，例如PMMA。基板101的厚度大约 在10y m至100y m之间。背电极102的材料可以是银(Ag)，铜(Cu)，钼(Mo)，铝(Al)，铜铝合金(Cu-Al Alloy)，银铜合金(Ag-Cu Alloy)，或者铜钼合金(Cu-Mo Alloy)等。背电极102可以采 用溅射(Sputtering)或者沉积(D印osition)的方法形成。P型半导体层103的材料可以是P型非晶硅(P Type Amorphous Silicon,简称P-a-Si) 材料，特别是P型含氢非晶硅(P Type Amorphous Silicon With Hydrogen,简称P-a-Si:H )材料。当然，该P型半导体层的材料也可以是III-V族化合物或II-VI族化合物，特别是掺 杂铝(Al)、钾(Ga)、铟(In)的半导体材料，如氮化铝钾(AlGaN)或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池包括：　一个可以挠曲的基板，该基板的材料是聚合物；　一层背电极，该背电极形成在该基板的一个表面上；　一层Ｐ型半导体层，该Ｐ型半导体层形成在该背电极上；　一层Ｐ－Ｎ结层，该Ｐ－Ｎ结层形成在该Ｐ型半导体层上；　一层Ｎ型半导体层，该Ｎ型半导体层形成在该Ｐ－Ｎ结层上；　一层透明导电层，该透明导电层形成在该Ｎ型半导体层上；　一层前电极，该前电极形成在该透明导电层上。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池包括一个可以挠曲的基板，该基板的材料是聚合物；一层背电极，该背电极形成在该基板的一个表面上；一层P型半导体层，该P型半导体层形成在该背电极上；一层P-N结层，该P-N结层形成在该P型半导体层上；一层N型半导体层，该N型半导体层形成在该P-N结层上；一层透明导电层，该透明导电层形成在该N型半导体层上；一层前电极，该前电极形成在该透明导电层上。2.如权利要求l所述的太阳能电池，其特征在于，该聚合物是透明的-3.等级聚合物。4. 酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、5. 10y m至100y m之间。6.如权利要求l所述的太阳能电池，其特征在于，该聚合物是光学如权利要求l所述的太阳能电池， 聚醚醚酮或者液晶聚合物。 如权利要求l所述的太阳能电池，其特征在于，该聚合物是聚碳其特征在于，该基板的厚度在如权利要求l所述的太阳能电池，其特征在于，该P型半导体层的 材料是P型非晶硅、氮化铝镓或者砷化铝镓。7.如权利要求l所述的太阳能电池，其特征在于，该P-N结层的材料 是铜铟硒镓、碲化镉或者铜铟硒。8.如权利要求l所述的太阳能电池，其特征在于，该N型半导体层的 材料是N型非晶硅、氮化钾或者磷化铟镓。9. 一种用于制造太阳能电池的设备，其特征在于，该设备包括 一个缠绕室，该缠绕室内设置有一个放巻轴和一个收巻轴，该放巻轴用于缠绕可以挠 曲的聚合物基板并且将该基板从该放巻轴放出，该收巻轴用于将镀膜后的该基板巻起；一个镀膜室依次设置有第一溅射区、第一沉积区、第二溅射区、第二沉积区、第三溅 射区及第四溅射区，每个区分别设置有至少一个滚轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰良，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]