[發明專利]薄膜太陽能電池及其制造方法

無效

• 申請號: 201110153617.3
• 申請日: 2011-06-03
• 公開（公告）號: CN102760790A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 彭裕鈞;林義凱;廖振良;張志雄
• 申請（專利權）人: 宇通光能股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/05
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;張燕華

技術領域

本發明涉及一種薄膜太陽能電池及其制造方法，尤其涉及一種適于匹配多個并聯的光電轉換區塊的開路電壓的薄膜太陽能電池及其制造方法。

背景技術

由于工業的快速發展，石化燃料逐漸耗竭與溫室效應氣體排放的問題日益受到全球關切，能源的穩定供應儼然成為全球性的重大課題。相較于傳統燃煤、燃氣式或核能發電，太陽能電池(solar?cell)是利用光電或熱電轉換效應，直接將太陽能轉換為電能，因而不會伴隨產生二氧化碳、氮氧化物以及硫氧化物等溫室效應氣體及污染性氣體，并可用以降低對石化燃料的依賴，而提供安全自主的電力來源。

現今已知有許多太陽能電池的技術，是利用太陽輻射光通過太陽能電池材料的轉換后，成為可利用的電力來源。硅基太陽能電池是為業界常見的一種太陽能電池，其主要是將高純度的半導體材料(例如：硅)加入摻雜物(dopants)而呈現不同的性質，例如摻雜三族元素以形成p型半導體，或摻雜五族元素以形成n型半導體，并將p-n兩型半導體相接合，如此即可形成一p-n接面(junction)。因此，當太陽光照射到具有p-n接面的半導體時，光子提供的能量可將半導體中的電子激發出來，而產生電子電洞對。電子與電洞續受到內建電位的影響，而各自往電場的兩相對方向移動，若以導線將此太陽能電池與負載(load)連接起來，則會形成一電流回路，藉此，太陽能電池即可用以發電并供給負載電力來源。

為了增加光電轉換效率，現有遂有并聯兩個以上的光電轉換層的太陽能電池，利用不同材質的光電轉換層各自輸出不同的光電轉換電流，以在加總所有光電轉換電流之后，形成太陽能電池最終的輸出電流。然而，值得注意的是，此種方法雖可有效增加太陽能電池的光電轉換效率，不過，此種具有并聯結構的太陽能電池，在相同照度下，不同材質的光電轉換層會具有不同的開路電壓，因此，在并聯不同材質的光電轉換層時，會遭遇到并聯后的電壓無法匹配的問題，而無法實施于實際應用層面。

發明內容

鑒于以上，本發明的目的在于提供一種薄膜太陽能電池及其制造方法，適于匹配多個并聯的光電轉換區塊的開路電壓，藉以解決現有技術存在的問題。

本發明有關于一種薄膜太陽能電池的制造方法，包括以下步驟：在第一基板上形成一第一光電轉換區塊，第一光電轉換區塊包括n個串聯的第一光電轉換單元；在第二基板上形成一第二光電轉換區塊，第二光電轉換區塊包括m個串聯的第二光電轉換單元；膠合第一光電轉換區塊與第二光電轉換區塊；以及電性連接第一光電轉換區塊與第二光電轉換區塊，使得該些串聯的第一光電轉換單元并聯該些串聯的第二光電轉換單元；其中，每一第一光電轉換單元的開路電壓為Vn，每一第二光電轉換單元的開路電壓為Vm，m*Vn/n*Vm的比值介于0.9～1.1之間。

根據本發明的一實施例，其中形成第一光電轉換區塊的步驟包括：于第一基板上形成一第一電極層；根據一第一切割線激光切割(laser?scribe)第一電極層；于切割后的第一電極層上形成一第一光電轉換層；根據一第二切割線激光切割第一光電轉換層；于切割后的第一光電轉換層上形成一第二電極層；以及根據一第三切割線激光切割第二電極層與第一光電轉換層。其中，第一切割線分隔第一電極層，第二切割線分隔該些第一光電轉換單元，第三切割線分隔第一光電轉換區塊，以形成n個第一切割區塊，每一第一切割區塊包括一第一光電轉換單元。

根據本發明的一實施例，其中形成第二光電轉換區塊的步驟包括：于第二基板上形成一第三電極層；根據一第四切割線激光切割(laser?scribe)第三電極層；于切割后的第三電極層上形成一第二光電轉換層；根據一第五切割線激光切割第二光電轉換層；于切割后的第二光電轉換層上形成一第四電極層；以及根據一第六切割線激光切割第四電極層與第二光電轉換層。其中，第四切割線分隔第三電極層，第五切割線分隔該些第二光電轉換單元，第六切割線分隔第二光電轉換區塊，以形成m個第二切割區塊，每一第二切割區塊包括一第二光電轉換單元。

本發明還有關于一種薄膜太陽能電池，包括：一第一基板、一第一光電轉換區塊、一聚合物、一第二光電轉換區塊與一第二基板。第一光電轉換區塊配置于第一基板上，且第一光電轉換區塊包括n個串聯的第一光電轉換單元。聚合物配置于第一光電轉換區塊上，第二光電轉換區塊配置于聚合物上，且第二光電轉換區塊包括m個串聯的第二光電轉換單元。第二基板配置于第二光電轉換區塊上。其中，該些串聯的第一光電轉換單元并聯于該些串聯的第二光電轉換單元。每一第一光電轉換單元的開路電壓為Vn，每一第二光電轉換單元的開路電壓為Vm，m*Vn/n*Vm的比值介于0.9～1.1之間。