薄膜太阳能电池及其制造方法技术

技术编号:8612971 阅读:154 留言:0更新日期:2013-04-20 02:34
一种薄膜太阳能电池,在透明绝缘基板(11)上,形成包括由透明导电性材料构成的表面电极层(12)、光电变换层(13)、以及背面电极层(14)的单位太阳能电池单元(10),使背面电极层(14)在第2划线(22)内与邻接的单位太阳能电池单元(10)的表面电极层(12)连接,串联连接了多个单位太阳能电池单元(10),其中,在背面电极层(14)上具备白色绝缘层(17),在背面电极层(14)中,在光电变换层(13)上依次层叠透明导电膜(15)和金属膜(16),至少金属膜(16)被图案形成为线状,金属膜(16)至少在第2划线(22)内被图案形成为线状而与邻接的单位太阳能电池单元(10)的表面电极层(12)连接,白色绝缘层(17)在第2划线(22)内也形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
一般情况下,集成型薄膜太阳能电池是在作为受光面的玻璃基板等透光性绝缘基板上依次层叠由透明导电膜构成的表面电极层、由结晶或者非晶质的半导体层构成的光电变换层以及兼作反射板的由金属薄膜构成的背面电极层而形成的。在这样的薄膜太阳能电池中,如果使光电变换层变薄,则光的变换量降低,所以利用入射侧的表面电极层、背面电极层来使光散射而加长光电变换层内的光路长度,从而使变换量增加。另外,在上述构造的薄膜太阳能电池中,提出了如下构造的薄膜太阳能电池作为背面电极层,不使用金属薄膜,仅使用透明导电膜,进而在其背侧配置白色的高反射绝缘层,使背面反射具有高的光散射效果(例如,参照专利文献I)。进而,还提出了如下构造的薄膜太阳能电池在光电变换层上的整面形成透明导电膜,在其上配置梳形的金属电极而形成背面电极层,在梳形的金属电极上形成透光性绝缘膜,进而在其上形成背面反射膜(例如,参照专利文献2)。专利文献1:国际公开第TO2005/076370号专利文献2 :日本特开平8 - 51229号公报
技术实现思路
但是,在上述专利文献2中,在梳形的金属电极上隔着透光性绝缘膜用金属膜形成了背面反射膜,但由于金属膜引起镜面反射,所以存在如下问题使光漫射而增加光路长度的效果少。另外,在 专利文献1、2中,利用构成背面电极层的透明导电膜来进行邻接的单元(光电变换元件)之间的连接,所以还存在如下问题为了降低连接电阻,必须使背面的透明导电膜变厚,但由于透明导电膜的厚膜化而背面反射光的吸收会变大。本专利技术是鉴于上述而完成的,其目的在于得到一种,能够使透射到光电变换层的背面侧的光向光电变换层反射以使得适合于光电变换,并且将邻接的单元之间的连接电阻保持得较低。为了达成上述目的,本专利技术提供一种薄膜太阳能电池,在该薄膜太阳能电池中,在透光性的基板上形成单元,该单元包括由透明导电性材料构成的第I电极层、由半导体材料构成的光电变换层、以及由导电性材料构成的第2电极层,使所述单元的所述第2电极层在与邻接的单元的所述光电变换层之间形成的槽内与所述邻接的单元的第I电极层相连接,从而串联地连接了多个所述单元,其特征在于,在所述第2电极层上,进一步具备由白色绝缘层构成的反射膜,所述第2电极层具有在所述光电变换层上依次层叠透明导电膜和金属膜并且至少所述金属膜被图案形成为线状的构造,所述金属膜至少在所述槽内被图案形成为线状而与所述邻接的单元的所述第I电极层相连接,所述反射膜还形成在所述槽内。根据本专利技术,由透明导电膜、金属膜这样的层叠膜构成光电变换层上的第2电极层,至少金属膜被图案形成为线状,在第2电极层上设置由白色绝缘层构成的反射膜,所以能够大幅降低第2电极层所致的光的吸收。另外,通过图案形成为线状的第2电极层之间的白色绝缘层的散射反射而能够降低使一旦透射了光电变换层的光再次返回到光电变换层时的白色绝缘层与光电变换层之间存在的层中的吸收损失。另外,白色绝缘层不仅填充于光电变换层的背面侧,而且还填充于邻接的单元之间的除了金属膜以外的区域,所以能够使在以往的构造中入射到光电变换层之后向单元的侧面透射的光散射反射到光电变换层内,使光电变换层中的变换量增加。进而,用线状的金属膜连接了邻接的单元之间,所以具有如下效果能够将单元之间的连接电阻与用透明导电膜连接的以往例子相比保持得更低。附图说明图1是示意地示出本专利技术的实施方式I的薄膜太阳能电池的结构的立体图。图2是将图1的一部分放大后的立体图。图3是图2的A — A剖面图。图4 一 I是示意地示出本专利技术的实施方式I的薄膜太阳能电池的制造方法的一个例子的立体图(其I)。图4 一 2是示意地示出本专利技术的实施方式I的薄膜太阳能电池的制造方法的一个例子的立体图(其2)。图4 一 3是示意地示出本专利技术的实施方式I的薄膜太阳能电池的制造方法的一个例子的立体图(其3)。图5是示意地示出本专利技术的实施方式I的薄膜太阳能电池的制造方法的另一例子的立体图。 图6是示意地示出本专利技术的实施方式2的薄膜太阳能电池的构造的一个例子的剖面图。图7是示出实施例和比较例的薄膜太阳能电池的特性的图。(符号说明)10 :单位太阳能电池单元;11 :透明绝缘基板;12 :表面电极层;13 :光电变换层;14 :背面电极层;15、15A :透明导电膜;16 :金属膜;16a :连接部;17 :白色绝缘层;20 :划线(scribe line) ;21 :第 I 划线;22 :第 2 划线;23 :第 3 划线。具体实施例方式以下,参照附图,详细说明本专利技术的实施方式的。另夕卜,本专利技术不限于这些实施方式。另外,在以下的实施方式中使用的薄膜太阳能电池的剖面图是示意性的图,层的厚度与宽度的关系、各层的厚度的比率等与现实不同。实施方式1.图1是示意地示出实施方式I的薄膜太阳能电池的结构的立体图,图2是将图1的一部分放大后的立体图,图3是图2的A — A剖面图。另外,图2是将图1的C的部分切出并放大后的图。实施方式I的薄膜太阳能电池在透明绝缘基板11之上串联地连接作为光电变换元件的多个单位太阳能电池单元10而集成化,从而作为整体作为薄膜太阳能电池模块发挥功能。另外,虽然在此未图示,但在串联地连接的单位太阳能电池单元10的两端,设置有向外部导出电流的电流导出部。此处,各单位太阳能电池单元10之间、以及单位太阳能电池单元10与电流导出部之间被作为槽的划线20分离。另外,邻接的划线20彼此被大致平行地配置。单位太阳能电池单元10是通过利用设置在规定位置的划线20来分离依次层叠在透明绝缘基板11上的表面电极层12、光电变换层13以及背面电极层14的层叠体而形成的。另外,在背面电极层14上,设置了作为反射层的白色绝缘层17。此处,透明绝缘基板11由透明度高且绝缘性的材料构成,只要能够在其上堆积各薄膜则没有特别限制,例如能够使用白板玻璃等高光透射率的玻璃材料、聚酰亚胺等透光性的有机膜材料。另外,表面电极层12只要是具有光透射性的透明导电膜即可,能够使用氧化锡(Sn02)、氧化锌(ZnO)、铟掺杂氧化锡(Indium Tin Oxide :以下称为ΙΤ0)等透明导电性氧化物材料等。进而,表面电极层12优选具有在表面形成了凹凸的表面纹理构造。该纹理构造具有使入射的阳光散射并提高光电变换层13中的光利用效率的功能。光电变换层13具有pn结或者pin结,是将通过所入射的光来进行发电的薄膜半导体层层叠I层以上而构成的。在光电变换层13由娃系薄膜构成的情况下,作为光电变换层13使用非晶硅薄膜、微晶硅薄膜。非晶硅薄膜被称为通常通过氢来终止了悬空键(dangling bond)的氢化非晶硅,微晶硅是包括了部分性地包含非晶硅的微细的晶体硅的薄膜。在层叠多个薄膜半导体层而构成光电变换层13的情况下,通过层叠带隙不同的多个薄膜半导体层,从而能够构成为能够对更宽幅的光谱高效率地进行光电变换的结构。另外,在层叠多个 薄膜半导体层而构成光电变换层13的情况下,也可以在不同的薄膜半导体层之间插入Sn02、Zn0、IT0等导电性氧化物材料等中间层,改善不同的薄膜半导体层之间的电气的、光学的连接。背面电极层14具有在光电变换层13上具有IOynTlmm的宽度的线状构造。在图f图3的例子中,背面电极层14是在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.06 JP 2010-1780911.一种薄膜太阳能电池,在该薄膜太阳能电池中,在透光性的基板上形成单元,该单元包括由透明导电性材料构成的第I电极层、由半导体材料构成的光电变换层、以及由导电性材料构成的第2电极层,使所述单元的所述第2电极层在与邻接的单元的所述光电变换层之间形成的槽内与所述邻接的单元的第I电极层相连接,从而串联地连接了多个所述单元,其特征在于,在所述第2电极层上,进一步具备由白色绝缘层构成的反射膜,所述第2电极层具有在所述光电变换层上依次层叠透明导电膜和金属膜并且至少所述金属膜被图案形成为线状的构造,所述金属膜至少在所述槽内被图案形成为线状并与所述邻接的单元的所述第I电极层相连接,所述反射膜还形成在所述槽内。2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池,其特征在于,所述透明导电膜与所述金属膜一起被图案形成为线状。3.根据权利要求2所述的薄膜太阳能电池,其特征在于,所述透明导电膜具有KTlOOOnm的厚度。4.根据权利要求2或者3所述的薄膜太阳能电池,其特征在于,所述第2电极层被图案形成为具有1(Γ1000 μ m的宽度。5.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池,其特征在于,在所述第2电极层中,只有所述金属膜被图案形成为线状,所述透明导电膜具有l(T500nm的厚度。6.根据权利要求5所述的薄膜太阳能电池,其特征在于,所述金属膜被图案形成为具有1(Γ1000 μ m的宽度。7.根据权利要求1飞中的任意一项所述的薄膜太阳能电池,其特征在于,反射膜由白色颜料和粘合剂树脂构成。8.一种薄膜太阳能电池的制造方法,其特征在于,包括第I工序,在透光性的基板上,形成由透明导电性材料构成的膜,形...

【专利技术属性】
技术研发人员:津田祐树西川祐介
申请(专利权)人:三菱电机株式会社
类型:
国别省市:

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