[發明專利]用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法

無效

• 申請號: 201010170528.5
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN102234759A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 張一熙
• 申請（專利權）人: 亞洲太陽科技有限公司
• 主分類號: C23C14/04
• 分類號: C23C14/04;C23C16/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓蕾

技術領域

本發明與一種鍍膜方法有關。具體地說，本發明是特別關于一種用于薄膜太陽能電池制造過程中的鍍膜方法，可省去各鍍膜工藝后的邊緣除膜(edge?deletion)步驟。

背景技術

薄膜太陽能電池，顧名思義，是在塑料、玻璃或是金屬基板上形成可產生光電效應的薄膜，厚度僅需數μm，因此在同一受光面積下可較硅晶片太陽能電池大幅減少原料的用量。薄膜太陽能電池并非是新概念性的產品，實際上，以往人造衛星早已普遍采用以砷化鎵(GaAs)制造的高轉換效率薄膜太陽能電池板(以單晶硅作為基板，轉換效能可達30％以上)來進行發電，但其成本昂貴，多用于航天產業，現今無法普及。故目前業界主流多采用非晶硅(a-Si)來制作薄膜太陽能電池的光吸收層(即半導體層)。薄膜太陽能電池可在價格低廉的玻璃、塑料或不銹鋼基板上大量制作，以生產出大面積的太陽能電池，而其制造過程更可直接導入已經相當成熟的TFT-LCD工藝，此為其優點之一，故業界無不爭相投入該領域的研究。

基本上，薄膜太陽能電池相對其他類型的太陽能電池而言工藝較為簡單，具有成本低、可大量生產的優點。就薄膜太陽能電池基板的組成而言，其基本工藝會經過三層沉積(deposition)、三道激光劃線(scribe)手續，如下面所述：首先，先以物理氣相沉積工藝(PVD)在預訂尺寸的玻璃基板上鍍上一層透明導電薄膜(Transparent?Conductive?Oxide，TCO)，其選擇透光性高及導電性佳的材質來代替一般的導電金屬層，如氧化銦錫(ITO)、氧化錫(SnO₂)、或氧化鋅(ZnO)等。接著以紅外線激光劃線定義其前電極圖案(patterning)。至此為第一道沉積與劃線手續。第二階段為主吸收層(Active?layer)的制作，其一般以等離子體輔助化學氣相沉積(Plasma?Enhanced?Chemical?VaporDeposition，PECVD)工藝在電極面上長出一層p-i-n類型排列的氫化非晶硅結構(p-a-Si:H/i-a-Si:H/n-a-Si:H)，此主吸收層是以p-n半導體接面(p-n結，p-njunction)作為光吸收及能量轉換的主體結構。此步驟后同樣會進行激光劃線步驟，為制作出的主吸收層定義圖案，至此為第二道沉積與劃線手續。最后再以濺鍍(sputter)工藝在其上形成鋁/銀材質為主的背部電極(backcontact)，并進行第三道激光劃線定義出其背部電極圖形。

對于上述工藝而言，由于三道沉積手續所生長出來的薄膜，包括透明導電膜、P-I-N層、及背部電極等，皆為導電的材質，故薄膜靠近玻璃基板的各層邊緣容易互相或與外界接觸，使太陽能電池的正面與背面產生并聯式分路效應或是漏電流(current?leakage)現象。為此，生長出來的各薄膜尚須經過邊緣隔離(edge?isolation)與邊緣除膜(edge?deletion)步驟來將薄膜靠近基板邊緣的區域去除，防止短路或漏電流發生，避免影響太陽能電池的轉換效率。目前太陽能電池業界有數種邊緣除膜方式，包括激光除膜、噴砂除膜、及人工酸洗等，但上述方式可能會產生硅元件的損毀或變質、表面污染、或處理過程中破片等工藝上的疑慮。再者，薄膜太陽能電池共具有三道鍍膜結構，故亦須進行三次邊緣除膜動作，此作法不僅會增加上述工藝上的風險，同時亦會降低工廠整體的產能。為此，現今業界尚可對薄膜太陽能電池的邊緣除膜步驟進行改良，以簡化其工藝并增進其工藝可靠度。

發明內容

有鑒于上述工藝上的需求，本發明提出了一種用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法，方法中利用一遮蔽物來遮蓋太陽能電池基板的非鍍覆區以避免薄膜于其上生成，并于鍍膜完成后移除該遮蔽物達成邊緣去膜效果。

本發明的觀點在于舍棄傳統業界采用邊緣去膜(edge?deletion)工藝來去除邊緣區上的薄膜，而以一金屬遮蔽物來防止薄膜于非鍍覆區上形成；

本發明的一個目的在于通過省去邊緣去膜的步驟來簡化薄膜太陽能電池工藝，節省其制造成本并增進產能；

本發明的一個目的在于省去易造成基板表面污染與損傷的邊緣去膜工藝來達到較佳的工藝可靠度與產品質量。

本發明提供了一種用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法，該方法包含下列步驟：

準備一欲進行鍍膜的基板；

在該基板工藝面上的非鍍覆區覆上金屬遮蔽物；

進行鍍膜工藝；及

將該金屬遮蔽物自完成鍍膜的該基板上移除。