[發明專利]薄膜太陽能結構及其制造方法

無效

• 申請號: 201010143295.X
• 申請日: 2010-03-17
• 公開（公告）號: CN102194904A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 陳彥君
• 申請（專利權）人: 綠陽光電股份有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/18
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 苗征;于輝

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池結構及其制造方法，特別是涉及一種具增大太陽能面板有效區域的結構及其制造方法。

背景技術

太陽能電池是將光能直接轉變成電能的光電伏打裝置。最常見的太陽能電池材料為硅，其呈單或多晶性晶圓的形式。然而，以硅為底材的太陽能電池所產生的電力成本比更傳統的方法所產生的電力成本高。因此，1970年早期即已致力于降低太陽能電池的成本。降低太陽能電池成本的一種方式為開發可在大面積基材上沉積太陽能電池質量吸收材料的低成本薄膜生長技術且使用高生產量低成本方法來制造太陽能電池。

包含周期表IB族(銅、銀、金)、IIIA族(硼、鋁、鎵、銦、鉈)及VIA族(氧、硫、硒、碲、釙)材料或元素的IBIIIAVIA族化合物(黃銅礦結構，Chalcopyrites)半導體為用于薄膜太陽能電池結構的優良吸收材料。特別是，ClGS或Cu(In，Ga)(S，Se)₂或CuIn_1-xGa_x(SySe_1-y)_k，其中0≤x≤1，0≤y≤1及k為約2，的銅、銦、鎵、硒及硫的化合物早已被用于產生約20％轉換效率的太陽能電池結構中。含IIIA族元素鋁及/或VIA族元素碲的吸收體亦顯示出其可能性。因此，薄膜太陽能電池的應用對于含有下列元素的化合物大有興趣：(1)IB族的銅，(2)IIIA族的銦、鎵及鋁至少其中之一，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薄膜太陽能電池等的傳統IBIIIAVIA族化合物光電伏打電池的結構顯示于圖1中。該電池結構10是制造在例如玻璃(Glass)或是具有可撓性的金屬箔(如不銹鋼箔、銅箔、鋁合金箔)或一些高分子如Polyimide(PI)等的基材10上。將包含在Cu(In，Ga，Al)(S，Se，Te)₂族群中的材料的光吸收層14長在導電層12上，導電層12預先沉積在基材10上并作連至該電池結構10的電接點。導電層12包含鉬、鉭、鎢、鈦、銅、鋁及不銹鋼等不同的導電層已被用于圖1的薄膜太陽能電池結構中。若基材10本身經適當地選擇導電材料，不可能使用導電層12，因為該基材10可接著作為連至該裝置的奧姆接點。等光吸收層14生長之后，在光吸收層14上形成例如CdS、ZnO或CdS/ZnO堆棧物等的透明層16。輻射經由透明層16進入電池結構10。光吸收層14內含有p-n結構之半導體層的較佳電氣類型為p-型，透明層16的較佳電氣類型為n-型。然而，也可利用n-型光吸收層14及p-型透明層16。然而，在制造過程中因對位不準而導致短路；左右二側的組件尺寸大小因透明層14對位因素影響，與其它正常的組件有差異，而影響其電性；而太陽能面板有效區的大小因受限于各機臺能力，常因對位不準的關系產生的陰影效應(shadow?effect)而被限縮4mm～8mm。

發明內容

為解決上述發明背景的對位問題，本發明提出一種薄膜太陽能電池結構及其制造方法，來避免因對位不準，造成對太陽能電池部分組件(Device)轉換效率降低而影響太陽能電池整體轉換效率。

本發明的目的為提供一種無對位問題的薄膜太陽能電池結構。

本發明的另一目的為提供一種可使有效區變大的薄膜太陽能電池的制造方法。

根據上述目的，本發明揭露一種薄膜太陽能電池結構及其制造方法。首先，提供基材，在基材上形成導電層。然后，移除部分的導電層，在垂直組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，以將復數個薄膜太陽能電池組件隔離。接下來順應性地在導電層上形成主動層。接著，移除部分的主動層，在垂直組件的串接方向形成第三凹槽，作為與導電層連接的接觸窗。之后順應性地在主動層上形成透明導電層。緊接著，移除部分的透明導電層及部分的主動層，在垂直組件的串接方向形成第四凹槽及第六凹槽。最后，移除部分的透明導電層及部分的主動層，在平行組件的串接方向形成第五凹槽及第七凹槽，以定義出最大有效區域。

具體實施方式

本發明一些實施例的詳細描述如下，然而，除了該詳細描述外，本發明還可以廣泛地在其它的實施例施行。亦即，本發明的范圍不受已提出之實施例的限制，而應以本發明提出的權利要求為準。

再者，為提供更清楚的描述及更易理解本發明，圖示內各部分并沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與其它相關尺度相比已經被夸張；不相關的細節部分也未完全繪出，以求圖示的簡潔。