[發明專利]薄膜太陽能電池元件及其制造方法

有效

• 申請號: 200880107564.8
• 申請日: 2008-09-17
• 公開（公告）號: CN101803038A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 山向干雄;折田泰;山林弘也
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L31/04
• 分類號: H01L31/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 金春實

技術領域

本發明涉及一種薄膜太陽能電池元件及其制造方法，該薄膜太陽能電池元件是分多級具有把入射光變換為電的光電變換層和用來使光多次反射而被光電變換層充分吸收的透明電極層的層疊型的薄膜太陽能電池元件。?

背景技術

作為守護二十一世紀的地球環境而避免化石能源的燃燒造成的CO₂氣體增加的綠色能源，太陽能發電系統備受期待，其生產量在全世界中劇增。由此，全世界中出現了硅晶片不足的情況，近年來，不受硅晶片供應量約束的薄膜太陽能電池的生產量激增。?

迄今，在薄膜太陽能電池中，為了廣泛地有效利用太陽光光譜，采用在絕緣透光性襯底上層疊由帶隙不同的材料構成的多個光電變換層(半導體層)的縱列(tandem)結構。另外，還有引起使入射光在太陽能電池內多次反射來延長光路以被光電變換層充分吸收的所謂“光閉鎖效應”，以提高太陽能電池的發電效率的研究。因此，研究了在薄膜太陽能電池元件內部，在背面電極層與光電變換層之間以及層疊的多個光電變換層之間插入了透明電極層的結構(例如，參照專利文獻1和2)。?

<專利文獻1>日本特開2002-222972號公報?

<專利文獻2>日本特開2002-208715號公報?

在根據上述現有例(專利文獻1和2)的薄膜太陽能電池元件中，以光閉鎖為目的而插入的透明電極層是與光電變換層(半導體層)緊密接合地形成。透明電極材料大體上是氧化物系，在半導體層上用CVD法、濺射法或真空蒸鍍法等直接形成這些薄膜時，在界面部分生?成絕緣層(半導體層的氧化物)。因此，產生該絕緣層造成的接觸電阻，存在在太陽能電池元件的內部使串聯電阻成分增大，短路電流密度降低，發電效率降低的問題。?

在上述現有例(專利文獻2)中，為了抑制這樣的絕緣層的生成，用降低了氧濃度的濺射工藝形成透明電極膜(ITO)。但是，難以抑制濺射靶(ITO)中含有的氧原子造成的氧化反應(半導體層的表面)，幾乎不能期待效果。?

發明內容

本發明正是為了解決上述問題而提出的，其主要目的在于實現更高發電效率的薄膜太陽能電池元件。?

本發明的主要方案為一種薄膜太陽能電池元件，在表面透明電極層與背面金屬電極層之間具有由以硅為主要成分的半導體層膜構成的光電變換層，在上述光電變換層與上述背面金屬電極層之間具有以氧化物為主要成分的透明電極層，其中，上述透明電極層具有貫通孔，在上述貫通孔內具有與上述光電變換層和上述背面金屬電極層相接的由非氧化物構成的導電部件。?

根據本發明的主要方案，由于在背面金屬電極與光電變換層之間插入的透明電極層中，形成用導電部件填充的貫通孔，作為電傳導路徑，所以可以降低在透明電極層與光電變換層的界面生成的絕緣層(半導體層的氧化物)造成的接觸電阻的影響，最大限度地取出產生的電流。?

另外，根據本發明的主要方案，具有能夠用最廉價且容易的方法在透明電極層中制作上述貫通孔的效果。?

本發明的目的、特征、方面和優點可以通過以下的詳細說明和附圖更清楚地理解。?

附圖說明

圖1是根據本發明的實施方式1的薄膜太陽能電池元件中的一個?單元電池的縱剖面圖和概觀圖。?

圖2是示出由根據實施方式1的薄膜太陽能電池元件得到的短路電流密度與電傳導路徑的總面積的關系的圖。?

圖3是示出實施方式2中的薄膜太陽能電池元件的一個單元電池的制作流程的縱剖面圖。?

圖4是示出實施方式2中的薄膜太陽能電池元件的一個單元電池的制作流程的縱剖面圖。?

圖5是示出根據實施方式3的電傳導路徑用的微細孔的制作流程的縱剖面圖。?

圖6是示出實施方式4中的掩模微粒子向透明電極層表面的附著方法的圖。?

圖7是示出實施方式4中的掩模微粒子和透明電極層各自的帶電荷量對PH值的依賴性的圖。?

圖8是示出實施方式4中的掩模微粒子向透明電極層表面的附著狀態的俯視圖。?

具體實施方式

(實施方式1)?

本實施方式的特征在于，在發電區域內具有用于光的閉鎖的背面和中間透明電極層的縱列結構的薄膜太陽能電池元件中，在背面和各中間透明電極層的每一個上設置了由與透明電極材料不同的導電性材料構成的電傳導路徑。下面，參照附圖對本特征進行描述。?