[發明專利]薄膜太陽能電池及其制作方法

無效

• 申請號: 201110212704.1
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102891202A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 賴光杰;蔡富吉;王仁宏
• 申請（專利權）人: 聯相光電股份有限公司
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

技術領域

本發明涉及一種薄膜太陽能電池及其制作方法，特別是指一種以玻璃做為基板的薄膜太陽能電池及其制作方法。

背景技術

國際能源短缺，促使太陽能電池的應用愈來愈受到許多政府與民間的重視，因太陽能供應無匱乏之余，且生產電能過程不會產生環境污染，成為熱門的替代能源，帶動太陽能電池產業蓬勃發展。在眾多的太陽能電池技術中，其中，薄膜太陽能電池因使用硅原料少、總發電量高及可以與建材結合等優點，備受矚目。

目前，以玻璃作為基板的薄膜太陽能電池，大部分采用Superstrate(透明基板)結構。Superstrate結構為在玻璃基板上鍍透明導電層(Transparent?Conductive?Oxide，TCO)后，再依次鍍P-I-N三層硅薄膜層(又稱光吸收層)，最后再鍍上金屬層，入射光經由玻璃基板端進入太陽能電池內。由于Superstrate結構的薄膜太陽能電池的底層為金屬，若入射光沒有完全被光吸收層吸收，可藉由金屬反射層將光反射回吸收層，再次利用光能。但由于金屬層對硅的附著度不佳，若直接在硅上沉積金屬層，在金屬層與硅的接觸面因缺陷造成光線吸收，使光無法有效反射回吸收層，故常在金屬層與硅之間加入一TCO層，以增加光線的反射率與提高組件的穩定性。

因此，Superstrate結構的薄膜太陽能電池需要上下二層透明導電層，較靠近入射光那層稱為前向透明導電層(Front?TCO)，另一層稱為背向透明導電層(Back?TCO)。若表面平坦，入射光即直進直出薄膜太陽能電池，無法有效利用太陽能，若TCO有不規則的凹凸結構(Texture)，則可增加光散射的程度，提高光被吸收的機會。但Superstrate結構的薄膜太陽能電池的背向透明導電層，因在蝕刻凹凸結構時，需將整個薄膜太陽能電池浸入酸液中，環境控制不易，可能致使整個薄膜太陽能電池報廢。

基于上述問題，因此本領域亟需提出一種薄膜太陽能電池及制作方法，能使金屬層有效反射入射光線，提高發電效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種薄膜太陽能電池，能使金屬層有效反射入射光線，提高發電效率。

為達上述目的，本發明提供一種薄膜太陽能電池，包含依次堆棧的玻璃基板、第一電極層、光吸收層、第二電極層以及金屬層。第二電極層具有粗糙表面，其中粗糙表面具有若干個凹陷部，凹陷部寬度介于100nm～1600nm之間，且凹陷部深度小于800nm。

因此，本發明的主要目的是提供一種薄膜太陽能電池，由于第二電極層以蝕刻方式形成一個粗糙表面，通過第二電極層的粗糙表面增加入射光反射路徑，提高入射光被吸收的機會，以增加短路電流密度。

本發明的另一目的是提供一種薄膜太陽能電池，由于第二電極層以蝕刻方式形成一個粗糙表面，能反射較長波長的入射光，達到增加發電效率的功效。

本發明還提出一種薄膜太陽能電池制作方法，包含以下步驟：提供一個玻璃基板，接著在玻璃基板上形成第一電極層，再在第一電極層上形成光吸收層，然后在光吸收層上形成第二電極層，之后對第二電極層進行蝕刻，使第二電極層形成一個粗糙表面，且粗糙表面具有若干個凹陷部，之后在第二電極層的粗糙表面上形成金屬層。

因此，本發明的主要目的是提供一種薄膜太陽能電池制作方法，由于第二電極層以蝕刻方式形成一個粗糙表面，通過第二電極層的粗糙表面增加入射光光反射路徑，提高入射光被吸收的機會，以增加短路電流密度，提高發電效率。

本發明的另一目的是提供一種薄膜太陽能電池制作方法，由于第二電極層以蝕刻方式形成一個粗糙表面，能反射較長波長的入射光，達到增加發效率的功效。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例的薄膜太陽能電池示意圖。

圖2A為無粗糙表面的第二電極層的掃瞄式電子顯微鏡照片。

圖2B為具粗糙表面的第二電極層的掃瞄式電子顯微鏡照片。

圖3為無粗糙表面的第二電極層的薄膜太陽能電池與具粗糙表面的第二電極層的薄膜太陽能電池吸收波長與外部量子效率的比較圖。

圖4為本發明第二實施例的薄膜太陽能電池制作方法示意圖。

附圖標號說明

薄膜太陽能電池?10

玻璃基板?11

第一電極層?12

光吸收層?13

第二電極層?14

粗糙表面?15

凹陷部?151

金屬層?16

薄膜太陽能電池制作方法?20

深度?D

寬度?W

具體實施方式