薄膜太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术中已揭示一种薄膜太阳能电池及其制造方法。根据本发明专利技术，具有隔离凹槽的所述薄膜太阳能电池可防止发生在电极之间产生短路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是针对。特定来说，所述太阳能电池已改善 了隔离的作用。
技术介绍
太阳能电池利用光能到电能的转换。太阳能电池在PN结中形成，其中正半导体 (P)形成与负半导体(N)的结。当太阳能电池以PN结结构接收光时，由于太阳光的能量而 在半导体中产生空穴和电子。在得自PN结区域的电场中，空穴朝向P型半导体漂移，且电 子朝向N型半导体漂移。因此，因电势的发生而产生电功率。如所述领域中已知，太阳能电池可分类为晶片型太阳能电池和薄膜太阳能电池。 晶片太阳能电池使用由例如硅等半导体材料制成的晶片，且薄膜太阳能电池是通过在玻璃 衬底上以薄膜的形式形成半导体而制成。单片薄膜太阳能电池是通过顺序步骤来制造。在薄膜太阳能电池的常规制造工艺 中，首先在衬底上沉积前部电极层，接着对第一电极层进行激光划线，这形成若干凹槽；随 后在前部电极上沉积半导体层且接着进行激光划线，这形成若干凹槽；接着在半导体上沉 积后部电极，随后对后部电极层和半导体层进行激光划线，且得到凹槽。通过对上述沉积层 进行激光划线，获得由彼此串联连接的若干单元电池组成的薄膜太阳能电池。为了防止类似于在封装期间的短路和电流泄漏的问题发生，产生隔离凹槽的标准 技术可在第6，300, 556号美国专利中找到。参见图1，大体上通过激光划线或机械切割而产 生隔离凹槽13。在两种情况下，可能产生电极2与6之间的短路，且因此降低太阳能模块的 性能。使用隔离凹槽来分离太阳能电池和模块的边界。另一应用是产生透明太阳能模块或解决热点问题，如第6，858，461号美国专利中 所示。如图2所示，切口 140仅移除顶部两个层顶部电极和半导体层。实际上，还使用切 割穿过全部三个层。如上文所示，形成隔离凹槽的常规标准技术是在制造装置之后对太阳能电池进行 激光划线。然而，后部电极层的若干部分由于激光束的温度变化而可能在激光划线之后未 被完全移除，这将导致后部电极层的残余物仍保留在前部电极层上，因此导致电流的短路。 换句话说，此类技术通常在前部电极与后部电极之间产生随机短路，其将变为太阳能电池 中的泄漏路径且降低太阳能电池的性能。实际上，可通过测量分路电阻(Rsh)来监视此类 情况。另外，短路可能造成热点问题。鉴于上文提到的问题，需要一种薄膜太阳能电池，其具有可防止发生在电极之间 产生短路的隔离凹槽。本专利技术中已揭示了一种。
技术实现思路
在本专利技术的一些实施例中，一种薄膜太阳能电池包括衬底、前部电极层、半导体层 和后部电极层。在本专利技术的另一实施例中，一种用于制造薄膜太阳能电池的方法包括以下步骤(1)首先提供衬底；(2)在衬底上方提供前部电极层；(3)使用图案化技术以在所述前部电极层中界定凹槽，所述凹槽将所述前部电极 层划分为若干单元，其中所述衬底在所述凹槽处暴露；(4)使用所述图案化技术以在所述前部电极层中在隔离区域处形成具有所需宽度 的宽凹槽，或使用所述前部电极层中的所述凹槽中的一者作为所述宽凹槽，其中所述衬底 在所述宽凹槽处暴露，且所述宽凹槽的所述宽度等于或大于所述前部电极层中的所述凹槽 的宽度；(5)提供形成于所述前部电极层上方的半导体层；(6)使用图案化技术以在所述半导体层中形成凹槽，所述凹槽将所述半导体层划 分为若干单元，其中所述前部电极层在所述凹槽处暴露；(7)提供形成于所述半导体层上方的后部电极层；(8)使用图案化技术以在所述后部电极层中或在所述后部电极层和所述半导体层 中形成凹槽，所述凹槽将所述后部电极层划分为若干单元，其中所述半导体层或所述前部 电极层在所述凹槽处暴露；以及(9)在所述隔离区域处在所述宽凹槽上方使用所述图案化技术以移除若干层，这 形成向下延伸的隔离凹槽，其中所述衬底在所述隔离凹槽处暴露。在本专利技术的另一实施例中，还提供一种用于制造薄膜太阳能电池的方法。所述方 法包括(1')提供衬底；(2')提供形成于所述衬底上方的前部电极层；(3')使用图案化技术以在所述前部电极层中界定凹槽，所述凹槽将所述前部电 极层划分为若干单元，其中所述衬底在所述凹槽处暴露；(4')使用所述图案化技术以在所述前部电极层中在隔离区域处形成至少两个 凹槽，其中所述至少两个凹槽中的每一者之间的距离是预定的，且所述衬底在所述凹槽处 暴露，其中所述至少两个凹槽中的每一者之间的所述距离优选在0到Icm的范围内；(5')提供形成于所述前部电极层上方的半导体层；(6')使用图案化技术以在所述半导体层中形成凹槽，所述凹槽将所述半导体层 划分为若干单元，其中所述前部电极层在所述凹槽处暴露；(7')提供形成于所述半导体层上方的后部电极层；(8')使用图案化技术以在所述后部电极层中或在所述后部电极层和所述半导 体层中形成凹槽，所述凹槽将所述半导体层划分为若干单元，其中所述半导体层或所述前 部电极层在所述凹槽处暴露；以及(9')在所述隔离区域处在所述至少两个凹槽或处于两个凹槽之间的区上方使 用所述图案化技术以移除若干层，这形成向下延伸的隔离凹槽，其中所述衬底或所述前部 电极层在所述隔离凹槽处暴露。在又一实施例中，本专利技术将提出一种用于在薄膜太阳能电池中产生隔离凹槽的新 方法，其没有在电极之间产生短路的可能，所述方法容易实施且将改善薄膜太阳能电池中的隔离的作用，进而防止短路问题发生。因此，薄膜太阳能电池的性能可得以改善。再者， 通过本专利技术的技术还可减少热点问题的发生。附图说明 本专利技术所采用以实现上述及其它目的的结构和技术手段可通过参考以下对优选 实施例的详细描述和附图来最好地理解。图1展示展现现有技术中的薄膜太阳能电池的示意性横截面图。图2展示展现现有技术中的薄膜太阳能电池的示意图。图3A和;3B展示描绘本专利技术的实施例的工艺流程的示意性横截面图。图4A到4C展示描绘本专利技术的另一实施例的工艺流程的示意性横截面图。具体实施例方式本专利技术中已揭示了一种，其中在太阳能电池中使用 的光电转换的方法和原理是所属领域的一般技术人员众所周知的，且因此下文将不再进一 步描述。为了更好理解，下文通过参考附图以实施例详细说明本专利技术，附图既定不限制本 专利技术的范围。将明了，可容易由所属领域的一般技术人员实现的任何修改或更改均属于说 明书的揭示内容的范围内。如所述领域中众所周知，本专利技术中所使用的图案化技术可为(但不限于)激光划 线、机械方式、化学蚀刻和光刻。举例来说，化学蚀刻包括干式蚀刻、湿式蚀刻和蚀刻膏。参见图3A，本专利技术中揭示优选实施例，其说明用于制造薄膜太阳能电池的方法。所 述方法包括(al)提供衬底 40 ；(a2)提供形成于衬底40上方的前部电极层41 ；(a3)对前部电极层41进行激光划线以形成多个第一凹槽42，其将前部电极层41 划分为若干单元，其中衬底在第一凹槽42处暴露；(a4)对前部电极层41进行激光划线以在前部电极层中在隔离区域处形成具有所 需宽度的宽凹槽43，其中宽凹槽43具有比第一凹槽42的宽度大的宽度，且衬底在宽凹槽 43处暴露；(a5)提供形成于前部电极层41和暴露的衬底40上方的半导体层44 ；(a6)对半导体层44进行激光划线以形成多个第二凹槽45，其将半导体层44划分 为若干单元，其中前部电极层在第二凹槽45处暴露；(a7)提供形成于半导体层44和暴露的前部电极层41上方的后部电极层46 ；(a8)蚀刻后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜太阳能电池，其包括衬底、前部电极层、半导体层和后部电极层，其中形成于所述衬底上方的所述前部电极层包含将所述前部电极划分为若干单元的多个凹槽；所述半导体层形成于所述前部电极层上方，所述半导体层具有将所述半导体层划分为若干单元的凹槽；所述后部电极层形成于所述半导体层上方，所述后部电极层具有将所述后部电极层划分为若干单元的凹槽；隔离凹槽界定于所述太阳能电池的隔离区域处，且向下延伸以致所述衬底或所述前部电极层在所述隔离凹槽处暴露。

【技术特征摘要】
US 2009-11-2 61/257,2461.一种薄膜太阳能电池，其包括衬底、前部电极层、半导体层和后部电极层，其中形成 于所述衬底上方的所述前部电极层包含将所述前部电极划分为若干单元的多个凹槽；所述半导体层形成于所述前部电极层上方，所述半导体层具有将所述半导体层划分为 若干单元的凹槽；所述后部电极层形成于所述半导体层上方，所述后部电极层具有将所述后部电极层划 分为若干单元的凹槽；隔离凹槽界定于所述太阳能电池的隔离区域处，且向下延伸以致所述衬底或所述前部 电极层在所述隔离凹槽处暴露。2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其中所述前部电极层中的所述凹槽中的每 一者与所述半导体层中的所述凹槽中的每一者之间存在偏移，且所述半导体层中的所述凹 槽中的每一者与所述后部电极层中的所述凹槽中的每一者之间存在另一偏移。3.根据权利要求2所述的薄膜太阳能电池，其中所述偏移在0到500μ m的范围内。4.根据权利要求3所述的薄膜太阳能电池，其中所述偏移在5μ m到500 μ m的范围内。5.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其中所述隔离凹槽用于以下用途进行边 缘去除、热点解决方案和透明太阳能面板。6.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其中所述隔离凹槽界定于所述太阳能电池 的外围部分处。7.一种用于制造薄膜太阳能电池的方法，其包括(1)提供衬底；(2)在衬底上方提供前部电极层；(3)使用图案化技术以在所述前部电极层中界定凹槽，所述凹槽将所述前部电极层划 分为若干单元，其中所述衬底在所述凹槽处暴露；(4)使用所述图案化技术以在所述前部电极层中在隔离区域处形成具有所需宽度的宽 凹槽，或使用所述前部电极层中的所述凹槽中的一者作为所述宽凹槽，其中所述衬底在所 述宽凹槽处暴露；(5)提供形成于所述前部电极层上方的半导体层；(6)使用图案化技术以在所述半导体层中形成凹槽，所述凹槽将所述半导体层划分为 若干单元，其中所述前部电极层在所述凹槽处暴露；(7)提供形成于所述半导体层上方的后部电极层；(8)使用图案化技术以在所述后部电极层中或在所述后部电极层和所述半导体层中形 成凹槽，所述凹槽将所述后...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秋富，江获先，
申请(专利权)人：杜邦太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]