薄膜太阳能电池及其制造方法技术

薄膜太阳能电池及其制造方法。一种薄膜太阳能电池包括：第一基板；透明导电层，其位于所述第一基板的内表面上，所述透明导电层具有不平坦顶表面并包括通孔；光吸收层，其位于所述透明导电层上；反射电极，其位于所述光吸收层上；第二基板，其与所述第一基板相对并与所述第一基板附接；以及聚合材料层，其位于所述第二基板的内表面上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种薄膜太阳能电池，更具体地，涉及一种提高能量转换效率的。
技术介绍
本申请要求2009年2月5日提交的韩国专利申请No. 10-2009-0009309的优先权， 此处以引证的方式并入其全部内容。通常，根据光吸收层的材料，太阳能电池被分成多种类型。太阳能电池可以被归类 为以硅作为光吸收层的硅太阳能电池、采用CIS(CUInSe2)或者CdTe的化合物薄膜太阳能 电池、III-V族太阳能电池、染料敏化太阳能电池以及有机太阳能电池。在上述太阳能电池中，硅太阳能电池包括晶体太阳能电池和非晶薄膜太阳能电 池。块型(Bulk-type)晶体太阳能电池被广泛使用。然而，昂贵的硅材料和复杂的制造工 艺，导致上述晶体太阳能电池的生产成本增加。近来，通过在相对低成本的基板(如玻璃、金属或者塑料)上而不是在硅晶片上形 成薄膜型太阳能电池，进行了用于降低生产成本的研究。下面将参考附图说明根据相关技术的一种薄膜太阳能电池。图1是根据相关技术的一种薄膜太阳能电池的截面图。图1中，相关技术的薄膜 太阳能电池5包括玻璃或塑料的第一和第二基板10和20，它们彼此相对地附接在一起。透 明导电层30形成在第一基板10的内表面上。光吸收层40形成在透明导电层30上，该光 吸收层40具有p-i-n结构并包括ρ型硅层40a、i型硅层40b和η型硅层40c。反射电极 50形成在各个单元电池C的光吸收层40上。聚合材料层60形成在第二基板20的内表面 上并接触第一基板10的反射电极50。这里，反射电极50由选自包括具有相对高的反射比的材料(如铝(Al)和银(Ag)) 的导电材料组中的一种形成。通过对光进行反射，反射电极50增加穿过光吸收层40的光 的散射特性。尽管图中未示出，粘合层可以形成在聚合材料层60和反射电极50之间，以牢固地 附接第一和第二基板10和20。在薄膜太阳能电池5中，从外界入射到第一基板10上的外部光穿过第一基板10 和ρ型硅层40a并被i型硅层40b吸收。由于被吸收的光具有比硅的带隙能量更大的能量， 所以在i型硅层40b中产生电子和空穴。由于内部电场，i型硅层40b中的电子和空穴分 别扩散到P型硅层40a和η型硅层40c，并分别通过透明导电层30和反射电极50而被提供 到外部电路。因此，太阳能可被转换成电能。然而，相关技术的薄膜太阳能电池5在提高能量转换效率方面存在限制，这是因 为它吸收范围在200nm至SOOnm的短波长的光。为了提高能量转换效率，提出了使透明导 电层30具有不平坦表面的设计，以增加光吸收。图2A是示意性地说明根据相关技术的一种包括具有不平坦表面的透明导电层的薄膜太阳能电池的截面图，而图2B是示出图2A的薄膜太阳能电池中的光路的图。这里，在图2A和图2B中，与图1相同的部件可以具有相同的标号，并且省去了对相同部分的说明。如图2A和图2B中所示，具有不平坦表面的透明导电层30形成在第一基板10上。 即，透明导电层30在其顶表面具有相互交替的峰和谷。透明导电层30的不平坦表面增加 和改善了太阳能的转换效率。然而，在薄膜太阳能电池5中，当外部光穿过第一基板10和透明导电层30时存在 光损失。因此，即使由于在透明导电层30的表面的光散射和光透射距离的增大而使能量转 换效率得到提高，在透明导电层30和光吸收层40之间的界面处的反射也会导致光损失，并 且薄膜太阳能电池5的能量转换效率不能被充分地提高。S卩，如图2B中所示，当透明导电层30具有不平坦表面时，表面处的散射特性得到 改善。但是，当光穿过透明导电层30和光吸收层40之间的界面时，由于反射和吸收而存在 光损失。在薄膜太阳能电池5中，透明导电层30和光吸收层40之间的界面处的反射和吸 收所造成的光损失可能导致大约能量转换效率总损失的25%。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及一种，其能够基本上克服因相关 技术的局限和缺点带来的一个或更多个问题。本专利技术的目的在于提供一种，其能够增加提供给光 吸收层的光量并且提高能量转换效率。本专利技术的附加特征和优点将在下面的描述中描述且将从描述中部分地显现，或者 可以通过本专利技术的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结 构可以实现和获得本专利技术的这些和其它优点。为了实现这些和其它优点，按照本专利技术的目的，作为具体和广义的描述，一种薄膜 太阳能电池包括第一基板；透明导电层，其位于所述第一基板的内表面上，所述透明导电 层具有不平坦顶表面并包括通孔；光吸收层，其位于所述透明导电层上；反射电极，其位于 所述光吸收层上；第二基板，其与所述第一基板相对并与所述第一基板附接；以及聚合材 料层，其位于所述第二基板的内表面上。在另一方面，一种制造薄膜太阳能电池的方法包括以下步骤在第一基板上形成 透明导电材料层，所述透明导电材料层具有不平坦顶表面并包括光吸收材料的颗粒；通过 将激光束照射到所述颗粒，在所述透明导电材料层中形成通孔，其中所述颗粒吸收所述激 光束并崩出；通过切割所述透明导电材料层，在各个单元电池中形成透明导电层；在所述 透明导电层上形成光吸收层；在所述光吸收层上形成反射电极；在第二基板上形成聚合材 料层；以及附接所述第一基板和第二基板，使得所述聚合材料层与所述反射电极相对。应当理解，上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在提供所要 求保护的本专利技术的进一步解释。附图说明附图被包括在本说明书中以提供对本专利技术的进一步理解，并结合到本说明书中且 构成本说明书的一部分，附图示出了本专利技术的实施方式，且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图中图1是根据相关技术的一种薄膜太阳能电池的截面图。图2A是示意性地说明根据相关技术的一种包括具有不平坦表面的透明导电层的 薄膜太阳能电池的截面图，而图2B是示出图2A的薄膜太阳能电池中的光路的图。图3是根据本专利技术的一个示例性实施方式的薄膜太阳能电池的截面图。图4A至4H是说明根据本专利技术的制造薄膜太阳能电池的方法步骤中的薄膜太阳能 电池的截面图。图5是示出形成在根据本专利技术的一个实施方式的硅层中的通孔的照片。 具体实施例方式下面将详细描述本专利技术的优选实施方式，在附图中例示出了其示例。图3是根据本专利技术的一个示例性实施方式的薄膜太阳能电池的截面图。图3中，本专利技术的薄膜太阳能电池105包括玻璃或塑料的第一基板110和第二基 板120，它们彼此相对地附接在一起。具有不平坦顶表面的透明导电层130形成在第一基板 110的内表面上。透明导电层130的不平坦顶表面包括峰和谷。透明导电层130包括通孔 TH，其从透明导电层130的顶表面延伸到底表面。光吸收层140形成在透明导电层130上， 并且反射电极150形成在光吸收层140上。聚合材料层160形成在第二基板120的与第一 基板110相对的内表面上，并且聚合材料层160接触反射电极150。反射电极由选自包括具有相对高的反射比的材料(如铝(A1)和银(Ag))的导电 材料组中的一种形成。反射电极150朝着第一基板110反射穿过光吸收层140的光。光吸收层140可以具有p-i-n结构并包括顺序层叠在透明导电层130上的p型硅 层140a、i型硅层140b和n型硅层140c。透明导电层130可以由选自包括氧化铟锡(IT0)、锡氧化物(SnO:F或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜太阳能电池，该薄膜太阳能电池包括：第一基板；透明导电层，其位于所述第一基板的内表面上，所述透明导电层具有不平坦顶表面并包括通孔；光吸收层，其位于所述透明导电层上；反射电极，其位于所述光吸收层上；第二基板，其与所述第一基板相对并与所述第一基板附接；以及聚合材料层，其位于所述第二基板的内表面上。

【技术特征摘要】
KR 2009-2-5 10-2009-0009309一种薄膜太阳能电池，该薄膜太阳能电池包括第一基板；透明导电层，其位于所述第一基板的内表面上，所述透明导电层具有不平坦顶表面并包括通孔；光吸收层，其位于所述透明导电层上；反射电极，其位于所述光吸收层上；第二基板，其与所述第一基板相对并与所述第一基板附接；以及聚合材料层，其位于所述第二基板的内表面上。2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其中所述光吸收层具有p-i-n结构，所述 p-i-n结构按顺序包括p型硅层、i型硅层和n型硅层。3.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其中所述透明导电层包括具有第一厚度的 第一透明导电材料层和具有第二厚度的第二透明导电材料层。4.根据权利要求3所述的薄膜太阳能电池，其中所述第一厚度和第二厚度的总厚度大 于5,000A。5.一种制造薄膜太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤在第一基板上形成透明导电材料层，所述透明导电材料层具有不平坦顶表面并包括光 吸收材料的颗粒；通过将激光束照射到所述颗粒，在所述透明导电材料层中形成通孔，其中所述颗粒吸 收所述激光束并崩出；通过切割所述透明导电材料层，在各个单...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴元绪，李正禹，朴成基，沈敬珍，金泰润，俞以仁，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]