薄膜太阳能结构及其制造方法技术

本申请提供一种薄膜太阳能电池结构及其制造方法，以雷射刮除法及机械刮除法在制程中限定出太阳能面板的有效区域，进而以无对位方式达到太阳能面板有效区域变大的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池结构及其制造方法，特别是涉及一种具增大太阳能面板有效区域的结构及其制造方法。
技术介绍
太阳能电池是将光能直接转变成电能的光电伏打装置。最常见的太阳能电池材料为硅，其呈单或多晶性晶圆的形式。然而，以硅为底材的太阳能电池所产生的电力成本比更传统的方法所产生的电力成本高。因此，1970年早期即已致力于降低太阳能电池的成本。 降低太阳能电池成本的一种方式为开发可在大面积基材上沉积太阳能电池质量吸收材料的低成本薄膜生长技术且使用高生产量低成本方法来制造太阳能电池。包含周期表IB族(铜、银、金)、IIIA族(硼、铝、镓、铟、铊)及VIA族(氧、 硫、硒、碲、釙)材料或元素的IBIIIAVIA族化合物(黄铜矿结构，Chalcopyrites)半导体为用于薄膜太阳能电池结构的优良吸收材料。特别是，ClGS或Cu(In，Ga) (S，或 CuIrvxGiix (SySei_y) k，其中 彡x彡1， 彡y彡1及k为约2，的铜、铟、镓、硒及硫的化合物早已被用于产生约20%转换效率的太阳能电池结构中。含IIIA族元素铝及/或VIA族元素碲的吸收体亦显示出其可能性。因此，薄膜太阳能电池的应用对于含有下列元素的化合物大有兴趣=(I)IB族的铜，0)ΙΙΙΑ族的铟、镓及铝至少其中之一，及(3)VIA族的硫、硒及碲至少其中之一。例如Cu (In，Ga, Al) (S，Se, Te)2薄膜太阳能电池等的传统IBIIIAVIA族化合物光电伏打电池的结构显示于图1中。该电池结构10是制造在例如玻璃(Glass)或是具有可挠性的金属箔(如不锈钢箔、铜箔、铝合金箔)或一些高分子如Polyimide (PI)等的基材10 上。将包含在Cu (Inja，Al) (S，Se，Te) 2族群中的材料的光吸收层14长在导电层12上，导电层12预先沉积在基材10上并作连至该电池结构10的电接点。导电层12包含钼、钽、钨、 钛、铜、铝及不锈钢等不同的导电层已被用于图1的薄膜太阳能电池结构中。若基材10本身经适当地选择导电材料，不可能使用导电层12，因为该基材10可接着作为连至该装置的奥姆接点。等光吸收层14生长之后，在光吸收层14上形成例如CdS、ZnO或CdS/ZnO堆栈物等的透明层16。辐射经由透明层16进入电池结构10。光吸收层14内含有p-n结构之半导体层的较佳电气类型为P-型，透明层16的较佳电气类型为η-型。然而，也可利用η-型光吸收层14及ρ-型透明层16。然而，在制造过程中因对位不准而导致短路；左右二侧的组件尺寸大小因透明层14对位因素影响，与其它正常的组件有差异，而影响其电性；而太阳能面板有效区的大小因受限于各机台能力，常因对位不准的关系产生的阴影效应(shadow effect)而被限缩4mm 8mm。
技术实现思路
为解决上述专利技术背景的对位问题，本专利技术提出一种薄膜太阳能电池结构及其制造方法，来避免因对位不准，造成对太阳能电池部分组件(Device)转换效率降低而影响太阳能电池整体转换效率。本专利技术的目的为提供一种无对位问题的薄膜太阳能电池结构。本专利技术的另一目的为提供一种可使有效区变大的薄膜太阳能电池的制造方法。根据上述目的，本专利技术揭露一种薄膜太阳能电池结构及其制造方法。首先，提供基材，在基材上形成导电层。然后，移除部分的导电层，在垂直组件串接方向形成第一凹槽，且在平行串接方向形成第二凹槽，以将复数个薄膜太阳能电池组件隔离。接下来顺应性地在导电层上形成主动层。接着，移除部分的主动层，在垂直组件的串接方向形成第三凹槽，作为与导电层连接的接触窗。之后顺应性地在主动层上形成透明导电层。紧接着，移除部分的透明导电层及部分的主动层，在垂直组件的串接方向形成第四凹槽及第六凹槽。最后，移除部分的透明导电层及部分的主动层，在平行组件的串接方向形成第五凹槽及第七凹槽， 以定义出最大有效区域。具体实施例方式本专利技术一些实施例的详细描述如下，然而，除了该详细描述外，本专利技术还可以广泛地在其它的实施例施行。亦即，本专利技术的范围不受已提出之实施例的限制，而应以本专利技术提出的权利要求为准。再者，为提供更清楚的描述及更易理解本专利技术，图示内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其它相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图示的简洁。本专利技术的薄膜太阳能电池结构如图2所示，底层为基材(Substrate) 20，通常使用的材料为玻璃(Glass)或是具有可挠性的金属箔(如不锈钢箔、铜箔、铝合金箔)或一些高分子如Polyimide (PI)，而基材20上会溅镀一层约0. 5 1. 0 μ m的导电层22，通常使用的材料为钼、钽、钨、钛、铜、铝、不锈钢或透明导电材等，以利于空穴传导，往上即一般所谓的主动层(ActiveLayer) 24，其可以是光吸收层24，包含在Cu (In，Ga，Al) (S，Se，Te) 2族群中的材料，此层约为1.5 2.0 μ m。再往上是约0.05 μ m厚的η-型(n-type)半导体缓冲层 (buffer layer,图中未示)，缓冲层的材料为硫化镉(CdS)、硫化铟QnS)、硒化铟(InSe)、 硫化锌(SiS)或氧化镁锌(ZnMgO)，其能帮助电子有效传导，此缓冲层并非绝对必要。再往上有一层约0.1 μ m厚的η-型(n-type)纯氧化锌(i-SiO)层(图中未示)，其能防止薄膜太阳能电池在进行发电过程中，因分流(Shunting)的问题导致组件效能下降，此纯氧化锌层亦非绝对必要。此时再溅镀上透明导电层26，透明导电层沈为聚透光导电功能的透光导电氧化层CTransparent Conductive Oxide)，透明导电沈层的材料为氧化镍/金(NiO/ Au)、氧化铟锡 Gndium Tin Oxide, I TO)、氧化锌(ZnO)或氧化铝锌(Aluminum Zinc Oxide, AlSiO)，透明导电层沈除了作为上电极之外，尚须让阳光顺利通过此层到达主动层24，即构成一个铜铟镓硒(CIGQ薄膜太阳能电池。目前光吸收层M的镀膜技术有相当多种，主要可分为共蒸镀(Co-evaporation)、 溅镀(Sputtering)硒化(Selenization)等真空制程技术，以及涂布制程(Coating Process)、化学喷洒热角军法(Chemical spray Pyrolysis)、电沉禾只(Electrodeposition)等非真空制程技术。图3A至图3C是显示本专利技术实施例的薄膜太阳能电池结构的截面图。首先，如图3A所示，提供基材20，基材20的材质在本实施例中可例如为玻璃。在基材20上形成导电层22。然后，利用雷射刮除法(Laser Scribing)制程，移除部分的导电层22，在垂直组件串接方向形成第一凹槽21，且在平行串接方向形成第二凹槽21’，刮除至基材20，以将复数个薄膜太阳能电池组件隔离。接下来，如第3B图所示，顺应性地在导电层22上形成主动层 24。接着利用机械刮除法(Mechanical Scraping)制程，移除部分的主动层对，在垂直组件的串接方向形成第三凹槽23，刮除至导电层22，作为与导电层22连接的接触窗。之后， 如图3C所示，顺应性地在主动层M上形本文档来自技高网...

【技术保护点】
，所述第六凹槽与这些组件的该串接方向垂直，所述第七凹槽相对应于所述第五凹槽，所述第七凹槽与这些组件的该串接方向平行。个第四凹槽及复数个第五凹槽，其中所述第三凹槽及所述第四凹槽与这些组件的该串接方向垂直，所述第五凹槽与这些组件的该串接方向平行；以及透明导电层，顺应性地形成于该主动层上，具有复数个第六凹槽及复数个第七凹槽，其中所述第六凹槽相对应于所述第四凹槽１．一种薄膜太阳能电池结构，其包含：基材；导电层，形成于该基材上具有复数个第一凹槽及复数个第二凹槽，其中所述第一凹槽与这些组件的串接方向垂直，所述第二凹槽与这些组件的该串接方向平行；主动层，顺应性地形成于该导电层上，具有复数个第三凹槽、复数

【技术特征摘要】
1.一种薄膜太阳能电池结构，其包含基材；导电层，形成于该基材上具有复数个第一凹槽及复数个第二凹槽，其中所述第一凹槽与这些组件的串接方向垂直，所述第二凹槽与这些组件的该串接方向平行；主动层，顺应性地形成于该导电层上，具有复数个第三凹槽、复数个第四凹槽及复数个第五凹槽，其中所述第三凹槽及所述第四凹槽与这些组件的该串接方向垂直，所述第五凹槽与这些组件的该串接方向平行；以及透明导电层，顺应性地形成于该主动层上，具有复数个第六凹槽及复数个第七凹槽，其中所述第六凹槽相对应于所述第四凹槽，所述第六凹槽与这些组件的该串接方向垂直，所述第七凹槽相对应于所述第五凹槽，所述第七凹槽与这些组件的该串接方向平行。2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池结构，其中所述基材为玻璃、具有可挠性的金属箔或高分子材料，其中所述具有可挠性的金属箔为不锈钢箔、铜箔或铝合金箔，所述高分子材料为聚亚酰胺。3.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池结构，其中所述导电层选自钼、钽、钨、钛、 铜、铝等及不锈钢之一。4.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池结构，其中所述主动层为光吸收层。5.根据权利要求4所述的薄膜太阳能电池结构，其中所述光吸收层选自IBIIIAVIA族的化合物(黄铜矿结构，Chalcopyrites)之一。6.根据权利要求5所述的薄膜太阳能电池结构，其中所述IB族材料为铜，所述IIIA族材料选自铟及镓其中之一，所述IIIA族材料包括铟及镓，所述VIA族材料选自硒及硫其中之一，所述VIA族材料包括硒及硫，所述VIA族材料选自硒及硫其中之一，所述VIA族材料包括硒及硫。7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦君，
申请(专利权)人：绿阳光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71