專利名稱:集成薄膜太陽能電池及其制造方法
技術領域:
本發明涉及一種集成薄膜太陽能電池及其制造方法,特別是涉及一種使生產過程中的損失最小化,且在低成本運作中亦能實現損失最小化的集成薄膜太陽能電池及其制造方法,屬于太陽能電池技術領域。
背景技術:
太陽能電池是將太陽能直接轉化為電能的一種半導體裝置。根據其使用材料的不同,太陽能電池主要分為硅系太陽能電池,多元化合物太陽能電池,有機太陽能電池。
硅系太陽能電池根據半導體相的不同可進一步細分為單晶硅太陽能電池,多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池。
根據半導體的厚度,太陽能電池分為厚(基底)太陽能電池和薄膜太陽能電池。薄膜太陽能電池的半導體層厚度從幾微米到幾十微米不等。
硅系太陽能電池中,單晶硅和多晶硅太陽能電池屬于厚太陽能電池,非晶硅太陽能電池屬于薄膜太陽能電池。
多元化合物太陽能電池可分為,III-V族的砷化鎵化合物(GaAs)和銦磷化合物(InP)系厚太陽能電池,與II-VI簇的碲化鎘(CdTe)和I-III-VI簇的銅銦二硒化合物(CIS)(CuInSe2)系薄膜太陽能電池。
有機太陽能電池主要分為有機分子太陽能電池和有機/無機合成太陽能電池。另外,還有一種干染料敏化太陽能電池。它們均屬于薄膜太陽能電池。
在這幾種太陽能電池中,硅系厚太陽能電池因其能量轉換效率高、制造成本低被作為地面電力(ground power)而廣泛使用。
近年來,因為對硅系厚太陽能電池需求的急劇增長,導致制造硅系厚太陽能電池的原材料價格呈不斷增長的趨勢。而硅系薄膜太陽能電池,因其對硅原材料的使用僅為目前硅系厚太陽能電池的幾百分之一,正是基于其低成本和產量大的技術優勢,使地面電力對其需求日益廣泛,從而有著巨大的市場潛力。
圖1是傳統集成薄膜太陽能電池的結構示意圖。圖2是傳統集成薄膜太陽能電池中,激光定膜過程中加工透明電極、太陽能電池(半導體)層、金屬背電極時的示例圖。
如附圖1所示,傳統集成薄膜太陽能電池(1)其結構包括數個干電池(20)復數串聯并被安裝在玻璃基底或透明塑料基底(10)(以下簡稱“透明基底”)上。
傳統薄膜太陽能電池包括一個互相分離(絕緣)的透明電極(22),透明電極在透明基底(10)上形成一個帶狀絕緣體;一個太陽能電池(半導體)層(24)覆蓋在透明電極(22)上并形成帶狀;太陽能電池層(24)被一個金屬背電極層(26)覆蓋并形成帶狀。集成薄膜太陽能電池其結構為數個相互分離的(絕緣)的干電池(20)復數串聯。金屬背電極又被back?樹脂保護層(30)覆蓋,樹脂保護層用以防止太陽能電池短路,并對整個太陽能電池提供保護。
一般來說,集成薄膜太陽能電池(1)制造方法有激光定膜方法、化學蒸餾加工方法(CVM)、金屬探針的機械雕刻方法。
激光定膜方法是指這樣一種技術,即主要使用釔鋁石榴石(YAG)激光束蝕刻透明電極(22),太陽能電池(半導體)層(24)及金屬背電極層(26)。具體使用方法將在下面詳細說明。
圖2是一個完整的傳統薄膜太陽能電池示例圖。
如附圖2所示,透明電極(22)被排列在透明基底(10)上,并在大氣下被激光束蝕刻。之后,太陽能電池(半導體)層(24)形成并在大氣下被激光束(絕緣)分割。金屬背電極層(26)形成并在大氣狀態下被用激光定膜方法加以蝕刻,因此,數個太陽能干電池得以電串連并形成集成太陽能電池。
下面將介紹激光定膜方法的缺陷。
如附圖2所示,透明電極(22)被排列在透明基底(10)表面上,之后,透明電極(22)被激光定膜方法(絕緣)分割成預定寬度的帶狀。被分割的透明電極(22)其寬度一般有50微米到幾個100微米。
之后,形成太陽能電池(半導體)層(24)的過程主要是在真空狀態下,然而,分割太陽能電池(半導體)層(24)的激光定膜方法卻是在大氣狀態下,這就使得在真空下能連續運作的過程在此狀態下變得不可能。因此,降低了生產裝置的運行效率,而這必然導致太陽能電池運行成本的增加。也就是說,該方法的缺陷是由于大氣中固有的濕度及存在的污染物,使得暴露在大氣下的基底蝕刻了太陽能電池層(10),因而太陽能電池被破壞。
接下來,金屬背電極層(26)在真空下以噴射的方式形成,并且在大氣狀態下再一次被用激光定膜方法分割,從而形成集成太陽能電池。這個過程會引起運行不連續以及如上描述的污染缺陷。太陽能電池中數個干電池(20)彼此間的無效區或(分割寬度)經由激光定膜增加了3次,其中2次是激光定膜分割透明電極(22)和太陽能電池(半導體)層(24),另外1次是激光定膜分割金屬背電極層(26)同時將數個太陽能干電池電串聯。因此,降低了太陽能電池有效率區域的增加。另外一個缺點是,激光定膜設備昂貴,且使制膜定位準確需要精確定位控制系統,而這也使得制造成本上升。
化學蒸餾加工方法是指這樣一種技術太陽能電池(半導體)層同時被分割成復數寬度等同的數個干電池,即用SF6/He氣體圍繞線電極產生直徑為數十微米的局部大氣壓等離子區,并在接近部分底層表面上被排成格子形狀。
化學蒸餾加工方法其特征是用時短、薄膜可選擇性極好、較激光定膜方法降低了對薄膜的損害。與激光定膜方法不同的是,化學蒸餾加工方法其蝕刻是在真空下進行,因而其優點在于防止了基底因暴露在大氣下而導致的對太陽能電池的破壞,并且較激光定膜方法生產成本低。
然而,為形成透明電極,蝕刻應在精確的位置上進行。因此真空裝置內可準確定位的精確定位控制系統仍是必需的。當生產有大塊基底的太陽能電池時,這是非常困難的事情。蝕刻所產生的縫隙最大約為200微米,較使用激光定膜方法所產生的絕緣縫隙要大,因此,其缺點便是增加了太陽能電池的無功效面積。
另外一種蝕刻方法是機械雕刻方法,這種方法通過使用與所需干電池組數額相當的數個金屬探針,可進行集體同時雕刻。與激光定膜方法對比,該方法在高速運作方面,具有更大的延展性與可適應性。較上述兩種方法,機械雕刻方法中蝕刻所使用的裝置及運作成本最低。
以CIS太陽能電池為例,因為CdS/CIS比鉬(Mo)更加柔軟,在使用機械雕刻方法時容易雕刻,因此在生產CIS太陽能電池時被廣泛使用。
然而,傳統機械雕刻方法其缺陷在于為了蝕刻背電極(Mo)以及前電極(ZnO)時,需要激光定膜設備。另外為了準確定位而使用的精確定位控制裝置其用途僅限于生產太陽能電池(半導體)層領域。
發明內容
本發明目的是,提供一種集成薄膜太陽能電池,其減少了電池單元之間的絕緣帶,從而增加太陽能電池的有效區域,且形成透明電極之后所有的程序都將在真空環境下運作,并用一個簡單的程序將太陽能電池的各個單元相互電串聯,從而制成該電池。
本發明另一目的是,提供一種能夠防止電池性能的退化并且能降低生產成本的薄膜太陽能電池的制造方法。
本發明再一目的是,提供一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,這樣即使當某一電池單元的性能退化時也能從其他電池單元獲得所期望的高壓。
本發明一種集成薄膜太陽能電池及其制造方法,其技術方案如下本發明一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于它主要包括以下幾步在一基底上制造并成型第一導電材料,以預定間距隔開,以使之彼此在基底上相分離;在合成基底上制成一太陽能電池層;傾斜沉積第二導電材料于該太陽能電池層之上;然后用該第二導電材料作為掩膜蝕刻該太陽能電池層;傾斜沉積第三導電材料于合成基底之上,然后使之通過與第一導電材料相毗連的第二導電材料,與第一導電材料相電連。
其中,第一至第三導電材料可為一種透明導電材料或一種金屬材料。
透明導電材料可以是從以下金屬族群中選擇的一種或幾種氧化鋅(ZnO),二氧化錫(SnO2),以及氧化銦錫(ITO)。
沉積第二透明導電材料還包括制造并成型一金屬電極,以預定間距隔開,以使之彼此相分離;制成該導電材料還包括在基底上稀疏地制成該第一導電材料;用一種印刷的方法,在第一導電材料上制成一涂有抗蝕劑或聚合體的膜,并與第一導電材料隔開一預定空間;用涂抹了抗蝕劑或聚合體的膜作為掩膜蝕刻該第一導電材料;去掉該抗蝕劑或聚合體膜。
其中,蝕刻該導電材料是用一種各向同性的蝕刻方法,使其能有一個彎曲的傾斜面以使其作為蝕刻面。
其中,該導電材料經臺面蝕刻以使其有一個傾斜面。
其中,該導電材料的蝕刻運用的是一種各向異性的蝕刻方法,以使該蝕刻是在基底的垂直方向上進行的。
其中,該太陽能電池層是在垂直方向上被蝕刻。
其中,該太陽能電池層是以一定的傾角被傾斜蝕刻。
其中,該基底是一種涂有絕緣薄膜的導電基底,或是一種絕緣基底。
本發明提供一種集成薄膜太陽能電池,其各單位元件是通過一太陽能電池(該太陽能電池是用上述方法制造出來的)電串聯在一起。
本發明還提供一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于它主要包括以下幾步在一合成基底上制造并成型一以預定空間相分離的第一導電材料;傾斜沉積一第二導電材料于該合成基底之上;在該合成基底上制成一太陽能電池層;傾斜沉積一第三導電材料于該太陽能電池層之上;然后用該第三導電材料作為掩膜蝕刻該太陽能電池層;傾斜沉積一第四導電材料于合成基底之上,然后使之通過與第二導電材料相毗連的第三導電材料,與第二導電材料相電連。
其中,第一和第二導電材料可為透明導電材料或金屬材料。
其中,第一至第四導電材料是一種透明材料或金屬材料。
其中,第二透明導電材料的沉積還包括制造并成型一金屬電極,使之隔開一定預定空間以相互分開。
其中,該基底是一種涂有絕緣薄膜的導電基底,或是一種絕緣基底。
本發明還提供一種集成薄膜太陽能電池,其各單位元件是通過上述制造太陽能電池的方法電串聯在一起。
本發明還提供一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于它主要包括以下幾步在一表面凹凸有致的基底上傾斜沉積第一導電材料,以預定間距隔開,以使之彼此相分離;在合成基底上制成一太陽能電池層;傾斜沉積第二導電材料于該太陽能電池層之上;用該第二導電材料作為掩膜蝕刻該太陽能電池層;傾斜沉積第三導電材料于合成基底之上,然后使之通過第二導電材料與第一導電材料相電連。
其中,第一至第三導電材料是一種透明材料或金屬材料。
其中,第二導電材料的沉積還包括制造并成型一金屬電極,以預定間距隔開,以使之彼此相分離。
其中,該基底是一種涂有絕緣薄膜的導電基底,或是一種絕緣基底。
本發明還提供一種集成薄膜太陽能電池,其各單位元件是通過上述制造太陽能電池的方法電串聯在一起。
本發明的優點和功效是集成薄膜太陽能電池的單位元件之間的絕緣帶,與傳統激光定膜法以及化學蒸氣加工法相比可減少十倍至百倍,因此,使太陽能電池的功效可以最大化,所以,也改進了太陽能電池的干電池的性能。
本發明的另一優點和功效是使自對準將成為可能,因此,我們就不需要對電池單元進行精確定位,而且,在加工透明電極的時代廣泛應用印刷法,因此,我們也沒有必要制造一個昂貴的如激光器、精確定位控制系統等設備,所以,不僅降低了制造成本;同時也因為透明電極制成之后的所有過程都將在真空狀態下進行,從而防止單位元件在操作過程中由于其暴露在空氣中而導致性能減退。
四
圖1是傳統的集成薄膜太陽能電池的結構示意圖。
圖2是采用激光定膜方法,制造傳統集成薄膜太陽能電池的透明電極、太陽能電池(半導體)層以及金屬背電極的圖例。
圖3是依本發明的一具體實施例,即在一絕緣基底上兩次斜沉積而制成的集成薄膜太陽能電池的橫截面示意圖。
圖4是依照本發明在絕緣基底1上形成成型的導電材料的橫截面示意圖。
圖5是用一種印刷方法成型圖4中的導電材料的一系列程序示意圖。
圖66A和6B是依本發明另一具體實施例而成型的導電材料圖示。
圖7是依本發明制成的太陽能電池層的狀態橫截面示意圖。
圖8是依本發明制成的第一透明導電材料的狀態橫截面示意圖。
圖9A和9B是依本發明將第一導電材料作為掩膜進行垂直蝕刻的狀態橫截面示意圖。
圖9C是依本發明將第一導電材料作為掩膜進行傾斜蝕刻的狀態橫截面示意圖。
圖10A和10B是依本發明制成的第二透明導電材料的狀態橫截面示意圖。
圖11是依本發明的另一個具體實施例,在導電基底上經兩次斜沉積制成的集成薄膜太陽能電池的結構與制作程序橫截面示意圖。
圖12是依本發明的再一個具體實施例,在絕緣基底上經三次斜沉積制成的集成薄膜太陽能電池的結構與制作程序橫截面示意圖。
圖13是依本發明的再另一個具體實施例,在導電基底上經三次斜沉積制成的集成薄膜太陽能電池的結構與制作程序橫截面示意圖。。
圖14是依本發明的另一個具體實施例,在表面凹凸不平的絕緣基底上經三次斜沉積制成的集成薄膜太陽能電池的結構與制作程序橫截面示意圖。
圖15仍是依本發明的另一個具體實施例,在表面凹凸不平的導電基底上經三次斜沉積制成的集成薄膜太陽能電池的結構與制作程序橫截面示意圖。
五具體實施例方式
本發明的首選實施方式將輔以附圖詳細說明如下。
本發明中,其基底是一種涂有絕緣薄膜的導電基底,或是一種絕緣基底。為了描述方便,下文將分兩案即具有導電性能的基底和具有絕緣性能的基底來說明。
因此,在本發明的權利要求中,基底包括涂有絕緣薄膜的導電基底以及絕緣基底。使用絕緣薄膜是因為導電基底會與其他導電材料相電連。
(1)在絕緣基底上經兩次斜沉積而制成的集成太陽能電池圖3是依本發明的一具體實施例,即在一絕緣基底101上經兩次斜沉積而制成的集成薄膜太陽能電池的結構橫截面示意圖。
正如圖3所示,依照本發明制作的集成薄膜太陽能電池,由一帶有傾斜面的導電材料102,一太陽能電池(半導體)層103,第一透明導電材料104,第二透明導電材料105的依次疊層在一絕緣基底101上。
換言之,在制成導電材料102時設有一絕緣帶,以使左/右相鄰的導電材料102彼此絕緣。太陽能電池(半導體)層和第一透明導電材料104沉積在成型的導電材料102之上。第二透明導電材料105位于第一透明導電材料104之上。第二透明導電材料105的結構是,其內部與同向相鄰的導電材料102相電串聯。
正如圖3所示,成型的導電材料102的側邊可以設置一個預定斜度的斜面部分。但這不會限制本發明的應用范圍,成型的導電材料102也可以設置一個彎曲的傾斜面或者與基底垂直的面。
一種制造集成薄膜太陽能電池的方法將在以下的部分進行介紹。
圖4至圖10為相繼說明依照本發明制作集成薄膜太陽能電池方法的橫截面示意圖。
圖4為依照本發明在其上有成型的導電材料102的絕緣基底101橫截面示意圖。
如附圖4所示,在絕緣基底101上形成成型的導電材料102,依照的是本發明集成薄膜太陽能電池制造方法的第一步驟。
絕緣基底101是一透明基底或者一不透明基底。導電材料102是一種透明的導電材料,其可為以下金屬群中的一種或幾種,包括氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、氧化銦錫(ITO)、高反射率的純金屬(如鋁、銀、金)、合金(如鋁和銀合金)、或銀、鋁、金中的任意一種或幾種金屬材料。
成型的導電材料102對于表面是否凹凸的基底都是可以適用的。
在導電材料102成型過程中,如附圖5所示,導電材料102是在基底101上薄薄的成型,用印刷術將抗蝕劑(PR)或者聚合物102a涂抹于導電材料102之上,從而使導電材料102之間可形成一個預定的空間,且該空間可通過調整抗蝕劑或聚合物的粘度來控制。在涂抹之后,用抗蝕劑或聚合物作為掩膜蝕刻導電材料102a,然后除去抗蝕劑或者聚合物102a。
印刷法是指一種絲網印刷的方法,即,使用簡易的印刷設備,通過簡單方便又低成本的操作程序,使抗蝕劑或聚合物薄薄的涂抹并成型;也可以使用凹版印刷的方式涂抹成型細的涂層。
使用各向異性的或各向同性的蝕刻法來蝕刻導電材料102。在各向同性的蝕刻法中,導電材料102可以在兩邊形成彎曲和傾斜的表面,且該面越趨向低處越寬,如附圖4所示。在各向異性的蝕刻法中,導電材料102可以形成一個與基底垂直的截面,或者形成一個符合預設傾斜度的斜面,如附圖6A和6B所示。
如果使用上述提到的各種印刷方法來蝕刻導電材料102,高密度式樣的印刷是可行的,且制成的薄膜也具有很好的均勻性,操作程序也相對簡易,且不必采用如傳統方法所用的昂貴的激光定膜設備。因此,可以降低制造成本。
除了以上講述的方式可以使導電材料102成型以外,還有一種使用光刻法涂抹抗蝕劑的方法,可以代替用印刷法來涂抹聚合物。光刻法是基于以下原理當抗蝕劑受到光線照射時,會發生化學反應而改變自身的性質。
在印刷法中使用的是含有導電薄膜制造原料(如油墨)的溶膠-凝膠溶液,導電薄膜材料可以直接涂抹在基底上,而不需要使用利用印刷法或光刻法定膜的抗蝕劑或聚合物。印刷術使其可以在低溫度過程中直接形成帶狀導電材料薄膜,而不需要用掩膜的蝕刻過程。
導電材料102的成型和蝕刻技術已經由本申請人在韓國申請專利,專利號為2005-0021771,名稱為“用于集成薄膜太陽能電池的透明電極,和具有透明電極的透明基底的加工方法及構造”。此處的透明電極指一種導電材料。
圖7是依照本發明制造太陽能電池層的狀態橫截面示意圖,太陽能電池層103形成于與基底101表面形狀相同的上述成型的第二導電材料102之上。
太陽能電池可以是硅系太陽能電池,多元化合物太陽能電池、有機太陽能電池、干染料敏化太陽能電池、有機與無機合成太陽能電池的一種或多種。
在以上的種類中,硅系太陽能電池可能是非晶硅(a-Si:H)單結太陽能電池,如a-Si:H/a-Si:H或a-Si:H/a-Si:H/a-Si:H多結太陽能電池;非晶硅-鍺(a-SiGe:H)單結太陽能電池,a-Si:H/a-SiGe:H雙結太陽能電池,a-Si:H/a-SiGe:H/a-SiGe:H三結太陽能電池;非晶硅與微晶硅(或者多晶硅)雙結太陽能電池、單晶硅太陽能電池中的任意一種。
圖8是依本發明制成的第一透明導電材料104的狀態橫截面示意圖。采用的是一種諸如電子束或熱沉積的方法,將第一透明導電材料104傾斜沉積并成型在上述已制成的太陽能電池層103之上。
第一導電材料104是透明導電材料,且其至少是從氧化鋅(ZnO)、二氧化錫(SnO2)和氧化銦錫(ITO)中選出的一種。
因此,采用電子束或者熱沉積將第一透明導電材料104以預設角度(θ1)的進行斜沉積時,由于沉積的直線性(2a)使得太陽能電池層103上,除了包含有傾斜面的(1a)部分外,均沉積了一層薄薄的導電材料104。未被沉積的那部分(即1a部分)表示在隨后的步驟中被蝕刻掉的區域。
圖9A與9B是依本發明將第一導電材料104作為掩膜進行垂直蝕刻的狀態橫截面示意圖。依導電材料102的截面形狀的不同可選擇使用三種蝕刻方法。
換言之,如附圖9A與9B所示,導電材料102與102’有一傾斜面,太陽能電池層1G3利用沉積的第一透明導電材料104作為掩膜(如附圖7所示)進行垂直蝕刻。更理想的是使用干蝕程序(如活性離子蝕刻)。
如附圖9C所示,導電材料102”有一垂直面,太陽能電池層103利用沉積的第一透明導電材料104作為掩膜(如附圖7所示),以與基底101成預設角(θ2)的角度來進行傾斜蝕刻。
上述未提到的標記1b與1c表示了以下區域第一透明導電材料104未沉積的含有斜面的導電材料102’和含有垂直面的導電材料102”。該未被沉積的那部分(1b和1c)表示將在以后的步驟中被蝕刻掉的區域。
這種方法使在不需要特定掩膜的前提下,精確蝕刻太陽能電池層103成為可能,從而實現了將單位元件之間的絕緣帶縮小到幾微米至幾十微米。比慣常的等離子化學蒸氣法和基于激光束的激光定膜法法,要降低十倍甚至百倍,因此使得太陽能電池的有效區域實現最大化。
圖10A是依本發明在圖9A中的第一導電材料104之上制成第二透明導電材料105的過程圖。
圖10B是依本發明在圖9B中的第一導電材料104之上制成第二透明導電材料105的過程圖。在圖9B中的第一透明導電材料104之上制成第二透明導電材料105的過程與圖10A所示的程序相同,因此略去。
如附圖10A與10B所示,可以利用與第一透明導電材料104同樣的沉積過程形成第二透明導電材料105,其中預設的單位元件間的絕緣帶大小參照之前的蝕刻過程。
用電子束或熱沉積法將第二透明導電材料105以預設的角度(θ3和θ4)進行斜沉積時,由于沉積的直線性(2b和2c),使得在第一透明導電材料之上,除了包含有傾斜表面(1d)的部分外,均沉積了一層薄薄的第二透明導電材料。
第二透明導電材料105是一種透明的導電材料,其至少是從氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、氧化銦錫(ITO)、中選擇出的一種。
根據以上步驟,左邊的導電材料102和與之相鄰的右邊的第二透明導電材料105直接接觸。同時,該左邊的太陽能電池(半導體)層103和該右邊的第二導電透明材料105電串聯。
由于透明導電材料在導電性較弱,當沉積完第二透明導電材料105后,較為理想的是在預留的相互間隔的地方制成一金屬線電極以將透明導電材料彼此隔開。這樣,透明導電材料的導電性將增強。金屬線用來提高透明導電材料的電導率。一旦透明導電材料形成,金屬線隨時都能制成。
金屬線可以使用一種高反射率的純金屬(如Al、Ag、Au),合金(如鋁和銀合金)、或銀、鋁、金等金屬材料中的任意一種或幾種。
這些步驟可以通過自對準來完成而不需要專門的定位控制設備,因此集成薄膜太陽能電池的制造過程更加簡便。
(2)在導電基底上經兩次斜沉積制成的集成太陽能電池。
圖11是依本發明的另一個具體實施例,在導電基底101上經兩次斜沉積制成的集成薄膜太陽能電池的結構與制作程序橫截面示意圖。
圖11A為在導電基底101上制成絕緣膜101a。圖11B為在絕緣膜101a上制成導電材料102,從而使其之間形成一預定間距并彼此絕緣。
如附圖11C,太陽能電池(半導體)層103制成于包含有導電材料102的基底之上。
第一透明導電材料104斜沉積在太陽能電池層103之上(圖11D),用第一透明導電材料104作為掩膜蝕刻太陽能電池層103(圖11E)。
在圖11F中,第二透明導電材料105斜沉積在包含有被蝕刻的太陽能電池層103的基底之上,并與導電材料102連接,從而實現太陽能電池間的電串連。
如附圖11F所示,根據本發明,集成薄膜太陽能電池由絕緣膜101a、導電材料102、太陽能電池(半導體)層103、第一透明導電材料104和第二透明導電材料105相繼疊層于導電基底101之上而組成。
換言之,在制成導電材料102時設有一絕緣帶,以使左/右相鄰的導電材料102彼此絕緣。太陽能電池(半導體)層和第一透明導電材料104沉積在成型的導電材料102之上。第二透明導電材料105位于第一透明導電材料104之上。第二透明導電材料105的結構是,其內部與同向相鄰的導電材料102相電串聯。
成型的導電材料102的側邊可以設置一個預定斜度的斜面部分。但這不會限制本發明的應用范圍,成型的導電材料102也可以設置一個彎曲的傾斜面或者與基底垂直的面。
如附圖11A所示,由于基底101具有導電性,因此在基底101上應形成一絕緣薄膜101a。其他的關于形成關系及內容的具體細節與“(1)在絕緣基底上經兩次斜沉積而制成的集成太陽能電池”相同,因此,這里不再重復。
(3)在絕緣基底上經三次斜沉積制成的集成太陽能電池圖12是依本發明的另一個具體實施例,在絕緣基底201上經3次斜沉積制成集成薄膜太陽能電池的結構及過程的橫截面示意圖。
在圖12B中,在絕緣膜201上制成第一導電材料202,以使其形成一預定間距并彼此絕緣。
在圖12C中,第二導電材料203被斜沉積在包含有第一導電材料202的基底之上。
在圖12D中,在包含有第二導電材料203的基底上制成太陽能電池(半導體)層204。
第一透明導電材料205被斜沉積在太陽能電池層204上后(圖12E),用第一透明導電材料205作為掩膜蝕刻太陽能電池層204(圖12F)。
在圖12G中,第二透明導電材料206被斜沉積在包含被蝕刻的太陽能電池層204的基底上,并與導電材料203連接,從而實現太陽能電池間的電串連。
如附圖12G所示,根據本發明,集成薄膜太陽能電池由第一導電材料202、第二導電材料203、太陽能電池(半導體)層204、第一透明導電材料205和第二透明導電材料206依次疊層于絕緣基底201上。
換言之,在制成導電材料202時設有一絕緣帶,以使左/右相鄰的導電材料102彼此絕緣。成型的第一導電材料201的一邊與基底201垂直。但這不會限制本發明的應用范圍,成型的導電材料202也可以設置一個彎曲的傾斜面或者與基底垂直的面。第二透明導電材料206位于第一透明導電材料205之上。第二透明導電材料206的結構是,其內部與同向相鄰的第二導電材料203相接觸,從而實現電池單元間的電串聯。
下面就集成薄膜太陽能電池的制造方法加以詳述。
如圖12B所示,在絕緣基底201上制成第一導電材料202,是依照本發明制造集成薄膜太陽能電池的第一步驟。
絕緣基底201是一個透明或者非透明的基底。
已成型的第一導電材料202無論表面凹凸與否,對所有基底都是適用的。
如圖12C所示,將第二透明導電材料203以預設角度θ5斜沉積在包含第一導電材料202的基底上時,由于沉積的直線性(2d),使得第一導電材料202上除了一側的垂直面和1a部分外,均沉積了一層薄薄的導電材料203。
第一和第二導電材料202和203使用的透明導電材料,可以是從含氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2),氧化銦錫(ITO)族群中選出的任一種或幾種。可以使用一種高反射率純金屬(例如Al、Ag、Au),也可使用合金(如金銀合金),或是使用Al、Ag、Au等金屬性材料中的任一種或幾種。
圖12D是太陽能電池層204的形成狀態截面圖,該太陽能電池層204與包含有上述沉積的第二導電材料203的合成基底的表面形狀相一致。
太陽能電池可以是硅系太陽能電池,多元化合物太陽能電池、有機物太陽能電池、干燃料敏化太陽能電池、有機/無機合成太陽能電池。
在這些電池中,硅系太陽能電池可是任一種非結晶硅(a-Si:H)單結太陽能電池,a-Si:H/a-Si:H或a-Si:H/a-Si:H/a-Si:H多結太陽能電池,非晶體硅-鍺單結太陽能電池,a-Si:H/a-SiGe:H雙結太陽能電池,a-Si:H/a-SiGe:H/a-SiGe:H三結太陽能電池或非結晶/微晶(多晶)硅雙結太陽能電池。
圖12E是第一透明導電材料205的形成狀態截面圖,利用電子束或熱沉積法將第一透明導電材料205在上述成型的太陽能電池層204上進行斜沉積并使之成型。
第一透明導電材料205是一種透明導電材料,且其至少是從氧化鋅(ZnO)、二氧化錫(SnO2)或氧化銦錫(ITO)中選出的一種。
因此,采用電子束或者熱沉積將第一透明導電材料205以傾角為θ6進行斜沉積時,由于沉積的直線性(2e)使得太陽能電池層204上除了1e部分外,均沉積了一層薄薄的導電材料205。未被沉積的那部分(即1e部分)表示將在以后的步驟中被蝕刻掉的區域。
圖12F是第一透明導電材料205作為掩膜垂直蝕刻的狀態截面示意圖。
這種方法使在不需要特定掩膜的前提下,精確蝕刻太陽能電池層103成為可能,從而實現了將單位元件之間的絕緣帶縮小到幾微米至幾十微米。比慣常的等離子化學蒸氣法和基于激光束的激光定膜法法,要降低十倍甚至百倍,因此使得太陽能電池的有效區域實現最大化。
參見圖12G,在第一透明導電材料205上形成第二透明導電材料206。
如圖12G所示,在先前的蝕刻過程中預先設定好各單元間的絕緣帶,然后用形成第一導電材料205的同樣的沉積過程沉積第二透明導電材料206。
換言之,采用電子束或者熱沉積將第二透明導電材料206以傾角為θ7進行斜沉積時,由于沉積的直線性(2f)使得第一透明導電材料205上,除了205與204的一側垂直面及1e部分外,均沉積了一層薄薄的導電材料206。
第二透明導電性材料206是一種透明導電材料,可以是從含氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2),氧化銦錫(ITO)族群中選出的任一種或幾種。
根據以上步驟,左邊的第二透明導電材料206和與之相鄰的右邊的第二導電材料203直接接觸。從而實現太陽能電池間的電串聯。
由于透明導電材料在導電性較弱,當沉積完第二透明導電材料305后,較為理想的是在預留的相互間隔的地方制成一金屬線電極以將透明導電材料彼此隔開。這樣,透明導電材料的導電性將增強。金屬線用來提高透明導電材料的電導率。一旦透明導電材料形成,金屬線隨時都能制成。
金屬線采用如鋁(Al)/銀(Ag)這樣的高反射率的純金屬或從銀(Ag),鋁(Al)及金(Au)中選出的一種或多種金屬性材料。
這些步驟可以通過自對準來完成而不需要專門的定位控制設備,因此集成薄膜太陽能電池的制造過程更加簡便。
在基底上制備導電材料的方法及形成關系和內容的具體描述均與“(1)在絕緣基底上經兩次斜沉積而制成的集成太陽能電池”相同,因此在這不再重復。
(4)在絕緣基底上經三次斜沉積而制成的集成太陽能電池。
圖13是根據本發明另一具體實施例在導電基底201上經三次斜沉積形成集成太陽能電池的結構及過程的一橫截面圖。
如圖13A所示,在導電基底201上形成絕緣膜201a。
如圖15B所示,在絕緣膜201a上形成導電材料202并空出預定間隔,這樣隔開的202也彼此絕緣了。
如圖13C所示,在包含第一導電材料202的基底上傾斜地沉積第二導電材料203。
如圖13D所示,在沉積了第二導電材料203的基底上形成太陽能電池(半導體)層204。
當在太陽能電池層204上傾斜地沉積完透明導電材料205后(如圖13E),在第一透明導電材料205作為掩膜的情況下蝕刻掉太陽能電池層204(如圖13F)。
如圖13G所示,在由被蝕刻后的太陽能電池層204組成的基底上傾斜地沉積上第二透明導電材料206并與透明導電材料203接觸,從而實現各太陽能電池間的電串聯。
如圖13G所示,本發明中的集成薄膜太陽能電池由在導電基底201上依次疊層的第一導電材料202,第一導電材料203,太陽能電池(半導體)層204,第一透明導電材料205及第二透明導電材料206組成。
換言之,在制成第一導電材料202時設有一絕緣帶,以使左/右相鄰的第一導電材料202彼此絕緣。第一導電材料202在其側邊與基底201垂直(如附圖13G所示)。但這不會限制本發明的應用范圍,因而第一導電材料202可設有一預定傾斜度的斜面或彎曲的斜面。
第二透明導電材料206形成在第一透明導電材料205上,并與相鄰的第二導電材料203直接接觸,從而實現電池單元間的電串聯。
如圖13A所示,由于基底201具有導電性,因此在基底201上應形成一絕緣薄膜201a。其他的關于形成關系及內容的具體細節與“(3)在絕緣基底上經三次斜沉積制成的集成太陽能電池”相同,因此,這里不再重復。
(5)在表面為凹凸狀的導電基底上經三次斜沉積而制成的集成太陽能電池圖14是根據本發明另一具體實施例在具有凹凸表面的絕緣基底301上通過三次斜沉積制成集成太陽能電池的結構及過程的一橫截面圖。
如圖14B,在具有凹凸狀的絕緣基底301上傾斜地沉積一導電材料302如圖14C,在包含導電材料302的基底上形成太陽能電池(半導體)層303。
當在太陽能電池層303上傾斜地沉積完第一透明導電材料304后(如附圖15D),將第一透明導電材料304作為掩膜蝕刻掉太陽能電池層303(14E)。
如圖14F所示,在包含被蝕刻的太陽能電池層303的基底上傾斜地沉積上第二透明導電材料305并與透明導電材料302直接接觸,從而實現各太陽能電池間的電串聯。
如圖14F所示,本發明中的集成薄膜太陽能電池由在具有凹凸表面的絕緣基底301上相繼形成的導電材料302,太陽能電池層303,第一透明導電材料304及第二透明導電材料305組成。
凹凸面可與表面凹凸的絕緣基底301垂直。但這并不會限制本發明的范圍,因此,該凹凸面可設為預定傾斜度的斜面或曲面。
第二透明導電材料305形成在第一透明導電材料304上,并與相鄰的導電材料302直接接觸,從而實現各電池單元間的電串聯。
下面將依次描述制造集成薄膜太陽能電池的方法如圖14B,根據本發明的制造集成薄膜太陽能電池第一步驟,將導電材料沉積在一傾角為θ5的斜面上(該斜面位于具有凹凸表面的絕緣基底301上)。降導電材料302以角度θ5沉積時,由于沉積的直線性,絕緣基底301上除了一側的垂直面及1d部分外,均沉積了一層導電材料302。
導電材料302是一種透明的導電材料,其可為以下金屬群中的一種或幾種,包括氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、氧化銦錫(ITO)、高反射率的純金屬(如鋁、銀、金)、合金(如鋁和銀合金)、或銀、鋁、金等金屬族中的任意一種或幾種金屬材料。
圖14C是太陽能電池層303形成狀態之橫截面示意圖,太陽能電池層303與包含有上述沉積的導電材料302的合成基底的表面形狀相一致。
太陽能電池可以是硅系太陽能電池,多元化合物太陽能電池、有機太陽能電池、干染料敏化太陽能電池的一種或多種。
在以上的種類中,硅系太陽能電池可能是非晶硅(a-Si:H)單結太陽能電池,如a-Si:H/a-Si:H或a-Si:H/a-Si:H/a-Si:H多結太陽能電池;非晶硅-鍺(a-SiGe:H)單結太陽能電池,a-Si:H/a-SiGe:H雙結太陽能電池,a-Si:H/a-SiGe:H/a-SiGe:H三結太陽能電池;非晶硅與微晶硅(或者多晶硅)雙結太陽能電池、單晶硅太陽能電池中的任意一種。
圖14D是第一透明導電材料304的形成狀態橫截面示意圖,第一透明導電材料304,利用一電子束或熱沉積的方法,傾斜沉積并成型于上述太陽能電池層303之上。
第一透明導電材料304是透明導電材料,且其至少是從氧化鋅(ZnO)、二氧化錫(SnO2)和氧化銦錫(ITO)中選出的一種。
因此采用電子束或熱沉積法將第一透明導電材料304沉積到一傾角為θ6的斜面時,由于沉積的直線性,除了太陽能電池層303上垂直部分及1e部分外均薄薄地沉積上了透明導電材料304。包含一斜面的1e部分表示隨后被蝕刻掉的區域。
圖14E是在第一透明導電材料304作為掩膜的情況下垂直蝕刻的狀態。
這種方法能使太陽能電池層804不需要特定掩膜即可精密地蝕刻掉,因此可以實現電池單元間的絕緣帶在數微米至數十微米之間。這樣,與傳統的基于等離子體化學蒸氣加工法及基于激光束的激光定膜法相比,其絕緣帶可減小數十乃至數百倍,從而可以使太陽能電池的有效區域達到最大化。
如圖14F所示,將第二透明導電材料305形成在第一導電材料304上。
如圖14F所示,在先前的蝕刻過程中預先設定好各單元間的絕緣帶,然后用形成第一導電材料304的同樣的沉積過程沉積第二透明導電材料305。
換言之,采用電子束或熱沉積將第二透明導電材料305沉積在一傾角為θ7的斜面上時,沉積的直線性使得除了太陽能電池層303上的一垂直面和1e部分外,第一透明導電材料304上均沉積了一層薄薄的導電材料305。
第二導電材料305是透明導電材料,而且至少是從ZnO,SnO2及ITO中選出的一種。
根據以上步驟,左邊的第二透明導電材料305和與之相鄰的右邊的導電材料302直接接觸。從而實現太陽能電池間的電串聯。
由于透明導電材料在導電性較弱,當沉積完第二透明導電材料305后,較為理想的是在預留的相互間隔的地方制成一金屬線電極以將透明導電材料彼此隔開。這樣,透明導電材料的導電性將增強。金屬線用來提高透明導電材料的電導率。一旦透明導電材料形成,金屬線隨時都能制成。
金屬線采用如鋁(Al)/銀(Ag)這樣的高反射率的純金屬或從銀(Ag),鋁(Al)及金(Au)中選出的一種或多種金屬性材料。
這些步驟可以通過自對準來完成而不需要專門的定位控制設備,因此集成薄膜太陽能電池的制造過程更加簡便。
更理想的是,可以通過在平滑的基底上采用一種熱壓印法,來制成表面凹凸的基底。
在基底上制備導電材料及形成關系和內容均與“(1)在絕緣基底上經過兩次斜沉積制成集成太陽能電池”相同,因此在這不再重復。
(6)在表面為凹凸的導電基底上通過三次斜沉積制成的集成太陽能電池。
圖15是根據本發明另一具體實施例在具有凹凸表面的導電基底301上通過三次斜沉積制成集成太陽能電池的結構及過程的一橫截面圖。
如圖15A所示,在導電基底101上形成絕緣膜301a。
如圖15B所示,在絕緣膜301a上形成導電材料302并空出預定間隔,這樣隔開的302也彼此絕緣了。
如圖15C所示,將太陽能電池(半導體)層303制成在包含由導電材料302的基底上。
當在太陽能電池層303上傾斜地沉積完透明導電材料305后(附圖15D),將第一透明導電材料304作為掩膜蝕刻掉太陽能電池層303(附圖15E)。
如圖15F所示,在包含被蝕刻的太陽能電池層303的基底上傾斜地沉積上第二透明導電材料305并與透明導電材料302直接接觸,從而實現太陽能電池間的電串聯。
如圖15F所示,本發明中的集成薄膜太陽能電池由在導電基底相繼形成的導電材料302,太陽能電池層303,第一透明導電材料304及第二透明導電材料305組成。
凹凸面可與表面凹凸的絕緣基底301垂直。但這并不會限制本發明的范圍,因此,該凹凸面可設為預定傾斜度的斜面或曲面。
第二透明導電材料305形成在第一透明導電材料304上,并與相鄰的導電材料302接觸,因此完成各單元間的電串聯。
除了在導電基底301上形成絕緣膜301a(如附圖15A),其他有關形成關系和內容的具體表述與“(5)”相同,因此這里不再重復。
(7)在透明基底上經三次斜沉積而制成的集成太陽能電池如果我們使用透明基底(系依本發明的另一具體實施例),則經過三次斜沉積而制成的集成太陽能電池結構的形成關系可輔附圖12來說明。
在透明基底201上形成透明電極202并占據預留的間隔部分,因此隔開的202彼此絕緣。
透明導電材料203傾斜地沉積在包含透明電極202的基底上。
太陽能電池(半導體)層204形成在包含沉積了透明導電材料203的基底上。
金屬傾斜地沉積在太陽能電池層204上,因此形成第一金屬背電極205。之后,將第一金屬背電極205作為掩膜蝕刻掉太陽能電池層204。
金屬傾斜地沉積在包含被蝕刻過的太陽能電池層204的基底上形成第二金屬背電極206并與透明導電材料203相連,從而完成各太陽能電池間的電串聯。
如圖12G所示,本發明中的集成太陽能電池由依次疊層在透明基底201上的透明電極202,透明導電材料203,太陽能電池(半導體)層204,第一金屬背電極205及第二金屬背電極206組成。
換言之,在制成導電材料202時設有一絕緣帶,以使左/右相鄰的導電材料102彼此絕緣。成型的透明電極202在其側邊與基底201垂直。但這并不限制本發明的范圍,因而透明電極202有一預定傾斜度的斜面或彎曲的斜面。
第二金屬背電極206形成于第一金屬背電極205上,并與臨近的第一部分中的透明導電材料203直接接觸,從而完成各電池單元間的電串聯。
其他的關于形成關系及內容的具體細節與“(3)在絕緣基底上經三次斜沉積制成的集成太陽能電池”相同,因此,這里不再重復。
然而,圖12中的第一導電材料,第二導電材料,第一透明導電材料,第二透明導電材料說明“在絕緣基底上三次斜面沉積制成的集成太陽能電池”分別對應于“在透明基底上三次斜面沉積制成的集成太陽能電池”中的透明電極,透明導電材料,第一金屬背電極,第二金屬背電極。
透明電極與透明導電材料是透明導電材料,而且至少是從氧化鋅(ZnO),氧化錫(SnO2)及氧化銦錫(ITO)中選出的一種。
第一金屬背電極與第二金屬背電極采用如鋁(Al),銀(Ag),(Au)金這樣的高反射率的純金屬,或合金金屬如鋁(Al)/銀(Ag),或從銀(Ag),鋁(Al)及金(Au)中選出的一種或幾種金屬性材料。
(8)在表面凹凸的透明基底上三次斜沉積制成集成太陽能電池。
如果我們使用透明基底(系依本發明的另一具體實施例),則經過三次斜沉積而制成的集成太陽能電池結構的形成關系可輔附圖14來說明。
將透明導電材料302傾斜地沉積在具有凹凸表面的透明基底301上。
太陽能電池(半導體)層303形成在包含沉積了透明導電材料302的基底上。
金屬傾斜地沉積在太陽能電池層303上,因此形成了第一金屬背電極304。之后將第一金屬背電極304作為掩膜蝕刻太陽能電池層303。
金屬傾斜地沉積在包含被蝕刻過的太陽能電池層204的基底上形成第二金屬背電極305并與透明導電材料302直接接觸,從而實現各太陽能電池間的電串聯。
如圖14F所示,本發明中的集成太陽能電池包括依次疊層在透明基底301上的透明導電材料302,太陽能電池(半導體)層303,第一金屬背電極304及第二金屬背電極305。
凹凸面可與表面凹凸的絕緣基底301垂直。但這并不會限制本發明的范圍,因此,該凹凸面可設為預定傾斜度的斜面或曲面。
形成于第一金屬背電極304之上的第二金屬背電極305,其與相鄰的透明導電材料302同向相連,從而實現各電池單元間的電串聯。
其他的關于形成關系及內容的具體細節與(5)“在表面為凹凸狀的導電基底上經三次斜沉積而制成的集成太陽能電池”相同,因此,這里不再重復。
然而,(5)中,在表面凹凸不平的絕緣基底上經三次斜沉積制成的集成薄膜太陽能電池的導電材料、第一透明導電材料以及第二透明導電材料,與在透明基底上經三次斜沉積制成的集成薄膜太陽能電池的透明導電材料、第一金屬背電極,以及第二金屬背電極是相對應并一致的。
透明電極與透明導電材料都是一種透明導電材料,而且至少是從以下金屬族群中選擇的一種氧化鋅(ZnO),二氧化錫(SnO2),以及氧化銦錫(ITO)。
第一金屬背電極與第二金屬背電極都是一種高反射率的純金屬,如鋁(Al),、銀(Ag)、金(Au)、金銀合金,或是任一或幾個銀、鋁、金族群中的金屬性材料。
如上所述,本發明的一個優點和功效是集成薄膜太陽能電池的單位元件之間的絕緣帶,與傳統激光定膜法以及化學蒸氣加工法相比可減少十倍至百倍,因此,使太陽能電池的功效可以最大化,所以,也改進了太陽能電池的干電池的性能。
本發明的另一優點和功效是使自對準將成為可能,因此,我們就不需要對電池單元進行精確定位,而且,在加工透明電極的時代廣泛應用印刷法,因此,我們也沒有必要制造一個昂貴的如激光器、精確定位控制系統等設備,所以,不僅降低了制造成本;同時也因為透明電極制成之后的所有過程都將在真空狀態下進行,從而防止單位元件在操作過程中由于其暴露在空氣中而導致性能減退。
上述本發明,顯然其可有很多變型。但我們不能認為這些變化是與本發明的技術方案和范圍相背離的,而是應當肯定,這些所有的變型,作為是本技術的更深層次的變型,都應包含在本發明的權利要求書中。
權利要求
1.本發明一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于它主要包括以下幾步在一基底上制造并成型第一導電材料,以預定間距隔開,以使之彼此在基底上相分離;在合成基底上制成一太陽能電池層;傾斜沉積第二導電材料于該太陽能電池之上;然后用該第二導電材料作為掩膜蝕刻該太陽能電池層;傾斜沉積一第三導電材料于合成基底之上,然后使之通過與第一導電材料相毗連的第二導電材料,與第一導電材料相電連。
2.如權利要求1所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該第一至第三導電材料是一種透明導電材料或一種金屬材料。
3.如權利要求1所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該沉積第二透明導電材料還包括制造并成型一金屬電極,以預定間距隔開,以使之彼此相分離;
4.如權利要求1所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該制成該導電材料還包括在基底上稀疏地制成該第一導電材料;用一種印刷的方法,在第一導電材料上制成一涂有抗蝕劑或聚合體的膜,并與第一導電材料隔開一預定空間;用涂抹了抗蝕劑或聚合體的膜作為掩膜蝕刻該第一導電材料;去除該抗蝕劑或聚合體膜。
5.如權利要求4所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該蝕刻該導電材料是用一種各向同性的蝕刻方法,使其能有一個彎曲的傾斜面以使其作為蝕刻面。
6.如權利要求4所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該導電材料經臺面蝕刻從而有一個傾斜面。
7.如權利要求4所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該導電材料的蝕刻運用的是一種各向異性的蝕刻方法,以使該蝕刻是在基底的垂直方向上進行的。
8.如權利要求5所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該太陽能電池層是在垂直方向上被蝕刻。
9.如權利要求6所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該太陽能電池層是在垂直方向上被蝕刻。
10.如權利要求7所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該太陽能電池層是以一定的傾角被傾斜蝕刻。
11.如權利要求1所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該基底是一種涂有絕緣薄膜的導電基底,或是一種絕緣基底。
12.一種集成薄膜太陽能電池,其特征在于該各單位元件是通過一用權利要求1所述的方法制造出來的太陽能電池電串聯在一起。
13.一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于它主要包括以下幾步在一基底上制造并成型一第一導電材料,以預定間距隔開,以使之彼此相分離;傾斜沉積一第二導電材料于該合成基底之上;在該基底上制成一太陽能電池層;傾斜沉積一第三導電材料于該太陽能電池層之上;然后用該第三導電材料作為掩膜蝕刻該太陽能電池層;傾斜沉積一第四導電材料于合成基底之上,然后使之通過與第二導電材料相毗連的第三導電材料,與第二導電材料相電連。
14.如權利要求13所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該第一至第四導電材料是一種透明材料或金屬材料。
15.如權利要求13所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該第二透明導電材料的沉積還包括制造并成型一金屬電極,以預定間距隔開,以使之彼此相分離。
16.如權利要求13所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該基底是一種涂有絕緣薄膜的導電基底,或是一種絕緣基底。
17.一種集成薄膜太陽能電池,其特征在于該各單位元件是通過一用權利要求13所述的方法制造出來的太陽能電池電串聯在一起。
18.一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于它主要包括以下幾步在一表面凹凸不平的基底上傾斜沉積一第一導電材料,以預定間距隔開,以使之彼此相分離;在合成基底上制成一太陽能電池層;傾斜沉積一第二導電材料于該太陽能電池層之上;用該第二導電材料作為掩膜蝕刻該太陽能電池層;傾斜沉積一第三導電材料于合成基底之上,然后使之通過第二導電材料與第一導電材料相電連。
19.如權利要求18所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該第一至第三導電材料是一種透明材料或金屬材料。
20.如權利要求18所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該合成基底的表面的凹凸狀是用高溫壓印的方法制成。
21.如權利要求18所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該第二透明導電材料的沉積還包括制造并成型一金屬電極,以預定間距隔開,以使之彼此相分離。
22.如權利要求18所述的一種集成薄膜太陽能電池的制造方法,其特征在于該基底是一種在涂有絕緣薄膜的導電基底,或是一種絕緣基底。
23.一種集成薄膜太陽能電池,其各單位元件是通過一用權利要求18所述的方法制造出來的太陽能電池電串聯在一起。
全文摘要
本發明一種集成薄膜太陽能電池及其制造方法。其方法主要包括在一基底上制造并成型一導電材料,以預定間距隔開,以使之彼此相分離;在合成基底上制成一太陽能電池(半導體)層;傾斜沉積第一透明導電材料于該太陽能電池層之上;然后用該第一透明導電材料作為掩膜蝕刻該太陽能電池層;傾斜沉積一第二透明導電材料于合成基底之上,然后使之通過第一透明導電材料與導電材料相電連。
文檔編號H01L27/30GK1983568SQ200610165858
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月14日 優先權日2005年12月14日
發明者林宏樹, 權圣源, 郭中煥, 樸相一, 梁智煥, 金相桓, 李裕進, 申鎮國 申請人:韓國科學技術院