[發明專利]太陽能電池前接觸層及其制造方法

有效

• 申請號: 201410163231.4
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN104835861B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 徐維駿;王晨昀
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術領域

本發明通常涉及光伏太陽能電池，更具體地，涉及薄膜太陽能電池及其形成方法。

背景技術

薄膜光伏(PV)太陽能電池是一種類型的能源器件，其利用具有光的形式的可再生能源，光被轉換為可以用于許多應用的有用的電能。薄膜太陽能電池是通過在襯底上沉積半導體和其他材料的多個薄層和薄膜所形成的多層半導體結構。這些太陽能電池可以被制成以由多個單獨電互連電池所組成的一些形式的輕質柔性板。輕質和柔性的屬性提供了薄膜太陽能電池作為便攜式電子設備、航空宇宙、以及住宅和商業建筑中所使用的電源的廣泛的潛在適用性，在住宅和商業建筑中，它們可以結合為諸如屋頂板、立面和天窗的多種建筑部件。

薄膜太陽能電池半導體封裝件通常包括在襯底上形成的底部接觸層或電極、吸收層、以及在底部接觸將之上形成的頂部接觸層或電極。前接觸層例如由光透明導電氧化物(“TCO”)材料制成。TCO材料易于由包括水、氧氣以及二氧化碳的環境因素所導致的侵蝕和退化。這樣的TCO退化可能引起高串聯電阻(Rs)，并且導致降低用于太陽能電池的太陽能轉換效率。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種太陽能電池板，包括：背接觸層；吸收層，位于所述背接觸層上方；緩沖層，位于所述吸收層上方，以及前接觸層，包括所述緩沖層上方的透明導電材料，所述前接觸層具有多個外邊緣和包括沿著所述外邊緣的晶種層材料的晶種層。

在該太陽能電池中，所述透明導電材料和所述晶種層材料具有相同的化學成分；以及所述透明導電材料和所述晶種層材料具有不同的微結構。

在該太陽能電池中，所述晶種層材料具有比所述透明導電材料更小的晶粒尺寸。

在該太陽能電池中，所述晶種層的厚度小于所述透明導電材料的厚度。

在該太陽能電池中，所述透明導電材料具有第一厚度，所述晶種層具有第二厚度，并且所述第一厚度與所述第二厚度的比率在2:1至30:1的范圍內。

在該太陽能電池中，所述透明導電材料具有第一寬度，所述晶種層材料在所述外邊緣處具有第二寬度，并且所述第一寬度與所述第二寬度的比率在6:1到17:1的范圍內。

在該太陽能電池中，所述晶種層材料的晶體取向不同于所述透明導電材料的晶體取向。

在該太陽能電池中，所述前接觸層還包括所述晶種層上方的所述透明導電材料的邊緣層。

根據本發明的另一方面，提供了一種制造太陽能電池板的方法，包括：形成背接觸層；在所述背接觸層上方形成吸收層；在所述吸收層上方形成緩沖層，以及在所述緩沖層上方形成包括透明導電材料的前接觸層，所述前接觸層具有多個外邊緣和包括沿著所述外邊緣的晶種層材料的晶種層。

在該方法中，形成步驟包括：在所述緩沖層上同時施加所述透明導電材料和所述晶種層材料。

在該方法中，所述背接觸層形成在襯底之上，并且形成所述前接觸層的步驟包括：在不對所述太陽能電池板的所述外邊緣直接施加熱的情況下，加熱所述襯底的中心部分。

在該方法中，形成所述前接觸層的步驟包括：將襯底的中心部分加熱至約150℃至約200℃的范圍內，而所述外邊緣在約100℃至約140℃的溫度范圍內。

在該方法中，形成所述前接觸層的步驟包括：使用寬度尺寸小于太陽能電池襯底的加熱板來加熱襯底的中心部分。

在該方法中，所述背接觸層形成在所述襯底之上，并且形成所述前接觸層的步驟還包括：在使用寬度尺寸小于所述襯底的加熱板之后，加熱所述襯底的所述中心部分和所述襯底的邊緣。

在該方法中，所述背接觸層形成在襯底之上，并且形成所述前接觸層的步驟包括：在所述襯底位于第一加熱板上的同時，升高寬度尺寸小于所述襯底的所述第一加熱板；在加熱所述襯底的中心部分的同時，在所述緩沖層上方施加所述透明導電材料；降低所述第一加熱板，直到所述第一加熱板的頂面與所述襯底的邊緣下面的第二加熱板的頂面齊平；以及在同時用所述第一加熱板加熱所述襯底的中心并且用所述第二加熱板加熱所述襯底的邊緣的同時，施加附加的透明導電材料。