薄膜型太阳能电池的制造方法以及用该方法所制造出的薄膜型太阳能电池技术

公布了一种制造薄膜型太阳能电池的方法以及使用这种方法所制造的薄膜型太阳能电池。所述方法包括：用来在衬底上以预定间隔形成多个单体前电极图案的第一过程；用来在所述衬底上形成半导体层图案的第二过程，其中，所述半导体层图案包括将所述太阳能电池划分成单体电池的分隔部分和将所述电极图案电连接起来的接触部分；以及用来形成多个单体后电极图案的第三过程，其中，所述多个单体后电极图案通过所述接触部分分别与所述单体前电极图案相连，并且通过所述分隔部分彼此分隔开。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种薄膜型太阳能电池，具体说，涉及到具有多个串联连接的单体电池(unit cell)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成电能。下面将简短地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PN结结构形成，在所述PN结结构中，正(P)型半导体与负(N)型半导体形成结。当太阳光入射到具有PN结结构的太阳能电池上时，所述太阳光的能量就能够在所述半导体中产生空穴(+)和电子(_)。在PN结区域所形成的电场的作用下，所述空穴(+) 向所述P型半导体漂移，而所述电子(_)则向所述N型半导体漂移，于是，就随着电势的出现而产生了电能。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。所述晶片型太阳能电池使用由诸如硅等半导体材料所制成的晶片，而所述薄膜型太阳能电池则通过在玻璃衬底上形成半导体薄膜来制造。从效率方面来说，晶片型太阳能电池好于薄膜型太阳能电池。然而，在晶片型太阳能电池的情形中，由于处理上的困难，很难将厚度做小。另外，晶片型太阳能电池使用昂贵的半导体晶片，所以其制造成本就增加了。虽然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的优点是，诸如可以将厚度做小并使用低价材料。因此，薄膜型太阳能电池适合于大量生产。薄膜型太阳能电池通过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这些顺序进行的步骤来制造。在这种情形中，由于所述前电极相当于光入射面，所以，所述前电极由诸如ZnO等透明导电材料来制造。对于大尺寸衬底，由于所述透明导电层的电阻的缘故，能量损失增加。因此，已经提出了一种最小化能量损失的方法，在这种方法中，将薄膜型太阳能电池分成多个单体电池，并将所述多个单体电池串联连接。这种方法能够最小化由所述透明导电材料的电阻所造成的能量损失。在下文中将参考图IA到IG来描述制造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技术方法。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由诸如SiO 等透明导电材料形成。如图IB所示，利用激光划线(laser scribing)方法图案化前电极层12，从而形成单体前电极12a、12b和12c。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制成。半导体层14形成PIN结构，在这种PIN结构中，顺序沉积P型半导体层、 本征半导体层、和N型半导体层。如图ID所示，利用激光划线方法图案化半导体层14，从而形成单体半导体层14a、 14b 和 He。如图IE所示，在衬底10的整个表面上顺序形成透明导电层16和金属层18，从而形成后电极层20。透明导电层16由SiO制成，而金属层18由Al制成。如图IF所示，通过图案化后电极层20从而形成单体后电极20a、20b和20c。当图案化后电极层20时，位于后电极层20下方的单体半导体层14b和Hc与后电极层20 —起通过激光划线方法进行图案化。如图IG所示，通过图案化最靠外的单体后电极20a和20c、最靠外的单体半导体层1 和14c、以及最靠外的单体前电极1 和12c而将衬底10的最靠外部分隔离开来。这是因为，在将整个薄膜型太阳能电池与外壳连接起来形成一个模块时可能会出现短路。衬底10的最靠外部分的隔离能够防止所述薄膜型太阳能电池与所述外壳之间的短路。利用激光划线方法在衬底10的最靠外部分上进行图案化。衬底10的最靠外部分由不同的材料层构成。因此，首先通过波长较短的激光对单体后电极20a和20c以及单体半导体层14a和Hc进行划线，然后通过波长较长的激光对单体前电极1 和12c进行划线。然而，所述制造薄膜型太阳能电池的现有技术方法有如下缺点。首先，所述现有技术方法由于有4个图案化步骤而很复杂，这4个步骤是，前电极层12的图案化步骤(参见图1B)、半导体层14的图案化步骤(参见图1D)、后电极层20的图案化步骤(参见图1F)、以及衬底10的最靠外部分的图案化步骤(参见图1G)。其次，所述4个图案化步骤是通过激光划线方法来进行的。在激光划线期间，留在所述衬底上的残余物会污染衬底。为此，额外地进行清洗处理以便防止所述衬底的污染。然而，所述额外的清洗过程会导致复杂性和低产率。
技术实现思路
技术问题所以，考虑了上述问题后产生了本专利技术，本专利技术的一个目标是，提供一种制造薄膜型太阳能电池的方法，该方法通过减少图案化步骤而具有简化的过程，以及提供一种利用所述方法制造的薄膜型太阳能电池。本专利技术的另一个目标是，提供一种制造薄膜型太阳能电池的方法，该方法通过减少图案化步骤期间的激光划线过程的数目能够减少衬底污染的可能性，并通过省略清洗过程能够提高产率。技术解决为了实现这些目标以及其他优点并且与本专利技术的目的一致，如在此举例并概括描述的，一种薄膜型太阳能电池的制造方法包括用来在衬底上以预定间隔形成多个单体前电极图案的第一过程；用来在所述衬底上形成半导体层图案的第二过程，其中，所述半导体层图案包括将所述太阳能电池划分成单体电池的分隔部分和将所述电极图案电连接起来的接触部分；以及用来形成多个单体后电极图案的第三过程，其中，所述多个单体后电极图案通过所述接触部分分别与所述单体前电极图案相连，并且通过所述分隔部分彼此分隔开。这里，所述第一过程包括在最靠外的单体前电极图案中形成第一隔离部分，以便由所述第一隔离部分将所述衬底的最靠外部分隔离开。所述第一过程包括在所述衬底上形成前电极层；以及在所述前电极层上形成图案。所述第一过程包括利用丝网印刷(screen printing)法、喷墨印刷(inkjetprinting) 法、凹版印刷(gravure printing)法、或微接触印刷(micro-contactprinting)法在所述衬底上形成所述前电极图案。所述第一过程还包括对所述前电极图案的表面所进行的纹理化处理(texturing process)。所述第二过程包括在所述衬底的整个表面上形成半导体层；以及在所述半导体层上形成图案。所述第二过程包括在所述衬底的整个表面上顺序形成半导体层和透明导电层； 以及在所述半导体层和所述透明导电层上形成图案。所述第二过程包括在最靠外的半导体层图案中形成第二隔离部分，以便由所述第一和第二隔离部分将所述衬底的最靠外部分隔离开来，其中，所述第二隔离部分与所述前电极图案的第一隔离部分相对应。所述第二过程包括形成具有PIN结构的半导体层图案，在这种PIN结构中，顺序沉积P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层。所述第三过程包括利用丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法形成所述后电极图案。所述第三过程包括在最靠外的后电极图案中形成第三隔离部分，以便通过所述第一、第二、和第三隔离部分将所述衬底的最靠外部分隔离开来，其中，所述第三隔离部分与所述前电极图案的所述第一隔离部分相对应。在本专利技术的另一方面，一种薄膜型太阳能电池的制造方法包括在衬底的整个表面上形成前电极层；通过在所述前电极层上形成图案而以预定间隔形成多个单体前电极图案，其中，最靠外的前电极图案具有第一隔离部分；在所述衬底的整个表面上顺序形成半导体层和透明导电层；在所述半导体层和所述透明导电层上形成图案，以便本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种薄膜型太阳能电池的制造方法，包括：在衬底上以预定间隔形成多个单体前电极图案；在最靠外的单体前电极图案中形成第一隔离部分，以便由所述第一隔离部分将所述衬底的最靠外部分隔离开；在所述衬底和所述单体前电极图案上形成半导体层；在所述半导体层中形成分隔部分，以将所述太阳能电池划分成单体电池；在所述半导体层中形成用于电连接的接触部分；在所述半导体层中形成第二隔离部分，其中，所述第二隔离部分形成在所述半导体层中与所述第一隔离部分和所述半导体层的最靠外部分对应之处；以及形成多个单体后电极图案，所述多个单体后电极图案通过所述接触部分分别与所述单体前电极图案相连，并且通过所述分隔部分彼此分隔开。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金宰湖，洪震，梁昶实，
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