[發明專利]用于制造相互連接的光電元件的方法以及相互連接的光電元件

有效

• 申請號: 201380026859.3
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN104350599B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 迪特爾·邁斯納
• 申請（專利權）人: 克里斯托索爾有限公司
• 主分類號: H01L27/142
• 分類號: H01L27/142;H01L31/0384;H01L31/052;H01L33/62
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,劉華聯

本發明涉及一種用于制造優選為串聯連接的光電元件的方法，以及按照該方法制造的電性連接的光電元件。光電元件將光轉換成電流，或者反之將電流轉換成光。例如，光電元件可以是太陽能電池(如薄膜太陽能電池)、光電檢測儀或者發光二極管。

例如基于非晶硅的薄膜太陽能電池由一系列的單層，即基板和涂覆于其上的后接觸層、有源層(包括可能的緩沖層或者其他必要的層)以及前接觸層構成。如果需要的話，在涂覆各層之后例如可以借助于激光或者機械的方式來對這些單層進行圖案化，以便在各層中獲得分區。

在專利文獻WO2007/085343A1中公布了一種用于制造相互連接的太陽能電池的方法，其中，在沉積室中將基板施加到朝向沉積裝置的方向上拱曲的支承面上。該基板處于機械的預應力下，或者以與支承面一致的方式拱曲。待涂覆的層的圖案化可以借助于張緊的線材完成，該線材以規定的力朝著在拱曲的支承面上放置的基板放置，并且遮掩已經涂覆的材料層或者基板。通過遮掩，后續待涂覆的材料層被圖案化。

在專利文獻WO2010/000581A1中公布了一種用于制造單核膜的方法，其中提供了一個由粘合劑構成的層。光電有源粒子通過穿過該層的表面的方式而引入該層中。接著將粘合劑固化。如果這些粒子隨后與該層的兩個面電性接觸，那么就制成了例如太陽能電池。

本發明的一個目的是提供一種方法，其可以技術上簡單地制作彼此電性連接的光電元件。此外，本發明的一個目的是提供能夠以簡單的方式制作的彼此電性連接的光電元件。

為了實現上述目的，該方法包括如權利要求1所述的特征。

在第一步驟中，制作帶有至少一條位于其中的第一走線或線材的層。該第一走線或線材既可以從初始時就是可導電的，也可以后來進行這樣的處理，使得第一走線或線材通過該處理而變成可導電的。該層的第一和第二光電有源區與第一走線或線材如此地電性連接，使得它們能夠優選地彼此串聯地電性連接。通過這條走線，可以以簡單的方式劃分該層的區域，由此可以通過技術上簡單的方式獲得多個光電元件。由此可以進行連續的制造。尤其是，可以以調整適應的形式實施在專利文獻WO2010/000581A1中公開的方法。只要后續有一些不同的說明，就需要且只需要進行調整適應。如此一來，在專利文獻WO2010/000581A1中公開的方法通過以下方式進一步地擴展，即，其中所說明的制成幅面狀或者條紋狀的導電材料通過在連續制造時由輥展開的第一走線或線材來提供。只要后續沒有不同的說明，就可以優選地采用在專利文獻WO2010/000581A1中所說的材料。因此，專利文獻WO2010/000581A1所公開的內容通過引用結合于本發明中。

在一個實施例中，將至少一條第一走線或線材通過穿透層表面的方式引入例如1至100微米厚的可以作為膜的層中，確切的說尤其是通過以下方式，即該第一走線或線材從層表面中于至少一個面上凸出，優選地從兩個層表面中凸出。在此情況下，第一走線或線材尤其可以由輥展開，以便進行特別簡單的制造。在一個實施例中，膜也可以同樣地由輥展開，以便進行連續的制造。

如果將第一走線或線材通過穿透表面的方式放入層中，例如壓入到層中，那么隨后從該表面凸出的線材區域不會受到層材料的污染，并且由此可以有益地進行電性接觸而無需清潔步驟。

該層可以由光電材料、即一種能夠將光轉換成電流或者反之將電流轉換成光的材料構成。

優選地，在一個實施例中，將光電材料引入非導電的層或膜中，確切的說尤其是以在專利文獻WO2010/000581A1中公開的方式，或者在將第一走線或線材引入層或膜中以前該膜就已經包含了光電材料。由此可以提供一種層或膜，例如在前述的國際專利申請中所公開的單核膜，其由于第一走線或線材而使得被引入的光電材料能夠穿透該層或該膜形成電性接觸。

優選地，引入到由非導電材料構成的層中的光電材料具有粒子的形式。在本發明的一個實施例中，將這些粒子以穿過層的表面的方式從一面引入層中，確切的說尤其是只是部分地引入層中，使得這些粒子相對于表面凸出。優選地，粒子的直徑大于層的厚度。尤其是，在此實施例中將這些粒子如此地引入，使得這些粒子從層的兩個面凸出。

在一個實施例中，粒子的直徑處在例如2微米與110微米之間，例如在63微米與75微米之間。有益的是粒子尺寸分布較小。優選地，粒子直徑的偏差僅僅不超過20微米，更優選地不超過15微米，以便可靠地電性接觸盡可能所有的粒子。通過這種方式，至少基本上完全使用了粒子材料。