薄膜型太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种薄膜型太阳能电池及其制造方法，由于利用辅助电极或分隔壁将所述薄膜型太阳能电池分成多个子电池，因此其可以克服由现有技术中的激光划线过程所导致的各种问题，所述薄膜型太阳能电池包括：衬底；在所述衬底上的前电极层和电池划分部分；以及在所述半导体层上的后电极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种太阳能电池，更具体地说，涉及一种适于将前电极的电阻减至最小的薄膜型太阳能电池。
技术介绍
具有半导体特性的太阳能电池将光能转化为电能。下面将简要说明根据现有技术所述的太阳能电池的结构和原理。太阳能电池以P N结的结构形成，其中，正(P)型半导体与负(N)型半导体形成结。当太阳光线入射在具有 PN结结构的太阳能电池上的时候，由于太阳光线的能量而在所述半导体中产生空穴(+)和 电子(_)。在PN结区域中所产生的电场的作用下，空穴(+)向P型半导体漂移，电子(_)向 N型半导体漂移，由此产生了电力，并出现了电势。太阳能电池主要分为晶片型太阳能电池和薄膜型太阳能电池。晶片型太阳能电池使用由诸如硅等半导体材料制成的衬底来制造。而薄膜型太阳 能电池则通过在玻璃衬底上以薄膜的形式形成半导体来制造。就效率而言，晶片型太阳能电池优于薄膜型太阳能电池。然而，对晶片型太阳能电 池来说，因实施其制造过程中的困难而难以实现较小的厚度。此外，晶片型太阳能电池使用 昂贵的半导体衬底，因此增加了它的制造成本。尽管薄膜型太阳能电池在效率上不如晶片型太阳能电池，但薄膜型太阳能电池具 有诸如实现薄的纵断面和使用低价材料等优点。因此，薄膜型太阳能电池适于大规模生产。薄膜型太阳能电池通过顺序地执行下述步骤而制成在玻璃衬底上形成前电极， 在所述前电极上形成半导体层，以及在所述半导体层上形成后电极。在这种情况中，由于所 述前电极相当于太阳光线的入射面，所以所述前电极由透明导电材料(例如，ZnO)制成。对 于大尺寸的衬底来说，在由透明导电材料制成的前电极中电阻增大，由此导致能量损失增 大。因此，提出了使由透明导电材料制成的前电极中的电阻减至最小的方法，其中，将 薄膜型太阳分成多个单体电池，并且将所述多个单体电池串联连接起来。在下文中，将参照附图描述具有多个串联连接的单体电池的薄膜型太阳能电池的 现有制造方法。图IA至IF是剖面图，示出了具有多个串联连接的单体电池的薄膜型太阳能电池 的现有制造方法。首先，如图IA所示，在衬底10上形成前电极层12，其中，前电极层12由透明导电 材料(例如，ZnO)制成。接着，如图IB所示，通过图案化前电极层12形成单体前电极12a、12b和12c。可 以通过激光划线过程进行所述图案化前电极层12的过程。接着，如图IC所示，在衬底10的整个表面上形成半导体层14。半导体层14由诸 如硅等半导体材料形成，其中，半导体层14具有PIN结构，在所述PIN结构中，正(P)型半导体层(在下文中，称作P层)、本征(I)型半导体层(在下文中，称作I层)和负(N)型半导体层(在下文中，称作N层)被顺序地沉积。如图ID所示，通过图案化半导体层14形成单体半导体层14a、14b和14c。可以通过激光划线过程进行所述图案化半导体层14的过程。接着，如图IE所示，在衬底10的整个表面上顺序地形成透明导电层16和后电极层18。透明导电层16由氧化锌(ZnO)形成，而后电极层18由铝(Al)形成。如图IF所示，通过图案化后电极层18形成单体后电极18a、18b和18c。此时，当图案化后电极层18时，位于后电极层18下面的透明导电层16以及单体半导体层14b和14c也通过所述激光划线过程被图案化。如果太阳能电池被分成多个单体电池，并且所述单体电池串联连接，那么，即使在大尺寸的衬底中，前电极的电阻也不会增大，由此防止了能量损失问题的发生。然而，薄膜型太阳能电池的现有制造方法必须要有激光划线过程。这会导致下述问题。第一，进行激光划线过程会产生大量碎料。所产生的碎料会引起诸如衬底污染或器件短路等问题。第二，如果由于激光照射和辐照时间控制不当而使激光过度地作用在目标层上，那么位于目标层下面的下部层会与目标层一起被划线。第三，激光划线过程会使制造薄膜型太阳能电池的过程变复杂。另外，难以连续地在大气条件下进行激光划线过程和在真空条件下进行其它过程。
技术实现思路
技术问题因此，鉴于上述问题而提出本专利技术，本专利技术的目的是提供一种，其适于在不增加前电极的电阻的情况下实现大尺寸，并且将薄膜型太阳能电池分为多个单体电池。技术方案为了实现这些目的和其它优点并与本专利技术的目标一致，如在此具体和概括描述的，一种薄膜型太阳能电池包括衬底；在所述衬底上的前电极层和电池划分部分；在所述前电极层和所述电池划分部分上的半导体层；以及在所述半导体层上的后电极。此时，所述电池划分部分包括辅助电极。另外，在所述衬底上可额外地形成绝缘层。所述绝缘层可形成在所述辅助电极的侧表面和上表面上，或者可形成在所述辅助电极的一侧。所述绝缘层可形成在所述各个辅助电极之间，或者可形成为具有椭圆形水平横截面的预定图案。所述绝缘层比所述辅助电极高。所述薄膜型太阳能电池进一步包括暴露于外部的第一和第二总线，其中，所述第一总线在所述衬底的一端与所述辅助电极连接，所述第二总线在所述衬底的另一端与所述后电极连接。所述辅助电极包括沿第一方向以固定间隔排列的多个第一辅助电极、以及沿第二方向排列以与各自相应的所述第一辅助电极相连的第二辅助电极。所述辅助电极由电导率比所述前电极层高的预定材料形成。所述电池划分部分由分隔壁形成。此时，所述分隔壁形成为条纹或格子图案。所述后电极包括沿第一方向以固定间隔排列的多个第一后电极、以及沿第二方向排列以与各自相应的第一后电极相连的第二后电极。所述后电极形成在所述各个电池划分部分之间的区域中。此外，透明导电层形成在所述半导体层和所述后电极之间。所述电池划分部分可形成在所述前电极层上，或者可形成在所述前电极层的下 面。本专利技术的另一方面提供一种薄膜型太阳能电池的制造方法，包括在衬底上形成 前电极层和电池划分部分；在所述前电极层和电池划分部分上形成半导体层；以及在所述 半导体层上形成后电极。所述电池划分部分可包括辅助电极。此时，在形成所述半导体层之前，额外地在所 述衬底上形成绝缘层。所述绝缘层可形成在所述辅助电极的侧表面和上表面上，或者可形成在所述辅助 电极的一侧。所述绝缘层可形成在所述各个辅助电极之间。此时，绝缘层形成为具有椭圆形水 平横截面的预定图案。所述绝缘层比所述辅助电极高。形成所述辅助电极的步骤包括，在所述衬底的一端形成与所述辅助电极连接的第 一总线，形成所述后电极的步骤包括在所述衬底的另一端形成与所述后电极连接的第二总 线，其中，所述前电极、半导体层以及后电极未形成在所述第一总线上，以使所述第一总线暴露在外部。形成所述辅助电极的步骤包括形成沿第一方向以固定间隔排列的多个第一辅助 电极；以及形成沿第二方向排列以与各自相应的所述第一辅助电极相连的第二辅助电极。 所述辅助电极由电导率比所述前电极层的电导率高的材料形成。所述电池划分部分包括分隔壁，所述分隔壁形成为条纹或格子图案。形成所述后电极的步骤包括形成沿第一方向以固定间隔排列的多个第一后电 极；以及形成沿第二方向排列以与各自相应的第一后电极相连的第二后电极。所述后电极形成在所述各个电池划分部分之间的区域中。所述方法进一步包括在所述半导体层和所述后电极之间形成透明导电层。所述前电极层可形成在所述衬底上，所述电池划分部分可形成在所述前电极层 上。在另一种方法中，所述电池划分部分可形成在所述衬底上，而所述前电极层可形成在所 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜型太阳能电池包括：衬底；在所述衬底上的前电极层和电池划分部分；在所述前电极层和所述电池划分部分上的半导体层；以及在所述半导体层上的后电极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪震，金宰湖，金桢植，
申请(专利权)人：周星工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]