集成薄膜太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供集成薄膜太阳能电池及其制造方法，该方法包括以下步骤：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部分区域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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成薄膜太阳能电池及其制作方法。
技术介绍
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)、多晶娃(polycrystalline silicon ；poly-Si)禾口 非晶娃(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10 μ m 数μ m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Ia 图If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250 μ m 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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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Ia 图If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为根据本专利技术实施例1的集成薄膜太阳能电池的制造方法；图3a 图3g为根据本专利技术实施例2的集成薄膜太阳能电池的制造方法；图4a 图4h为根据本专利技术实施例3的集成薄膜太阳能电池的制造方法；图5a 图5g为根据本专利技术实施例4的集成薄膜太阳能电池的制造方法。具体实施例方式下面，参照附图，对本专利技术的优选实施例进行详细说明。以下说明的本专利技术的实施例中，集成薄膜太阳能电池通过下述方法制造准备基板200，300，400，500，其中，沟槽 205a, 205b, 305a, 305c, 305e,405,406, 505a，505b按照间隔有一定距离的方式形成在基板200，300，400，500上；利用第一导电性物质在沟槽205a, 205b, 305a, 305c, 305e，405，406，505a, 505b 的 各个部分底面和一个侧面上形成第一电极层210a，210b，310a，310b，310b’，310c，310c’， 310d，410a，410b，410c，510a，510b，510c。太阳能电池层230，320，420，520形成在没有形成第一电极层210a，210b，310a， 310b，310b，，310c，310c，，310d，410a，410b，410c，510a，510b，510c 的沟槽 205a,205b, 305a, 305c, 305e，405，406，505a, 505b 的一部分和第一电极层 210a, 210b, 310a, 310b, 310b，，310c，310c，，310d，410a，410b，410c，510a，510b，510c 上。倾斜释放出第二导电性物质并将其沉积在太阳能电池层230，320，420，520上以 形成第二电极层 240a, 240b, 240c, 330a, 330b, 330b，，330c, 330c，，330d, 430a, 430a，，430b,430b，，430c,530a,530b,530c。对形成在沟槽205a, 205b, 305a, 305c, 305e，405，406，505a, 505b 上的太阳能电池 层 230，320，420，520 进行蚀刻，以使所述第一电极层 210a，210b，310a，310b，310b，，310c， 310c，，310d，410a，410b，410c，510a，510b，510c 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240a，240b, 240c, 330a, 330b, 330b，，330c, 330c，，330d, 430a, 430a，，430b，430b，，430c, 530a, 530b, 530c 上的 方式形成导电层 250a, 250b, 250c, 340a, 340b, 340b，，340c, 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成薄膜太阳能电池的制造方法，该方法包括以下步骤：准备沟槽按照间隔有一定距离的方式形成的基板；利用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部分区域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。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林宏树，全振完，
申请(专利权)人：韩国铁钢株式会社，韩国科学技术院，
类型：发明
国别省市：KR