[發(fā)明專利]一種柔性薄膜太陽電池及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880025516.8
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN110574170B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明陽;劉冠洲;畢京鋒;李森林;宋明輝;陳文浚
• 申請（專利權(quán)）人: 天津三安光電有限公司
• 主分類號: H01L31/02
• 分類號: H01L31/02;H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種柔性薄膜太陽電池及其制造方法，該柔性薄膜太陽電池包括柔性薄膜襯底、柔性薄膜襯底上的外延層結(jié)構(gòu)、位于外延層結(jié)構(gòu)和柔性薄膜襯底之間的下電極以及位于外延層之上的上電極，還包括外延結(jié)構(gòu)上的貫穿過孔、通過貫穿過孔與下電極相連的貫穿電極、至少包覆貫穿過孔側(cè)壁并位于貫穿電極和外延結(jié)構(gòu)上表面之間的絕緣層結(jié)構(gòu)，該絕緣層結(jié)構(gòu)將貫穿電極與外延層絕緣；該貫穿電極與上電極包括位于外延層同側(cè)的焊盤結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供了一種柔性薄膜太陽電池及其制造方法，屬于半導(dǎo)體器件與工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

柔性薄膜太陽電池因其質(zhì)量輕、質(zhì)量功率比高、可彎曲、適應(yīng)環(huán)境多樣等特點(diǎn)，在航天領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、甚至是民用市場備受關(guān)注。柔性薄膜太陽電池的襯底一般為聚合物材料，這些聚合物薄膜為絕緣材料，所以制作的柔性薄膜電池其電極形式為同側(cè)電極。相對于傳統(tǒng)上N下P的電池器件結(jié)構(gòu)，改變了原來的電池陣排列及焊接方式；其中一側(cè)電極直接位于聚合物薄膜或者極薄的外延接觸層上，此處電極的附著牢固度及可焊性相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)都有所降低，給柔性薄膜太陽電池陣的可靠性帶來一定風(fēng)險。

通過改善柔性薄膜太陽電池的器件結(jié)構(gòu)、優(yōu)化工藝流程來提高柔性薄膜太陽電池的可靠性，是亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明提供了一柔性薄膜太陽電池及其制造方法。

本發(fā)明的柔性薄膜太陽電池，包括柔性薄膜襯底、柔性薄膜襯底上的外延層結(jié)構(gòu)、位于外延層結(jié)構(gòu)和柔性薄膜襯底之間的下電極以及位于外延層之上的上電極，其特征在于：還包括外延結(jié)構(gòu)上的貫穿過孔、通過貫穿過孔與下電極相連的貫穿電極、至少包覆貫穿過孔側(cè)壁并位于貫穿電極和外延結(jié)構(gòu)上表面之間的絕緣層結(jié)構(gòu)，所述絕緣層結(jié)構(gòu)將貫穿電極與外延層絕緣；所述貫穿電極與上電極包括位于外延層同側(cè)的焊盤結(jié)構(gòu)。

所述柔性薄膜太陽電池的外延層厚度小于15um。

所述柔性薄膜太陽電池的外延生長襯底的保留厚度小于10um。

所述柔性薄膜太陽電池的上電極和下電極分別為一正電極和一負(fù)電極，其中上電極具有焊盤結(jié)構(gòu)，供焊接使用。

所述柔性薄膜太陽電池的貫穿電極與下電極電性相連，貫穿電極具有焊盤結(jié)構(gòu)，供焊接使用。

所述柔性薄膜太陽電池的貫穿電極焊盤結(jié)構(gòu)位于絕緣層結(jié)構(gòu)上，貫穿電極的非焊盤結(jié)構(gòu)區(qū)域下方為貫穿過孔，通過該過孔處的電極，貫穿電極得以與下電極電性相連。

優(yōu)選地，所述柔性薄膜太陽電池的絕緣層結(jié)構(gòu)包括但不限于SiO₂、SiN_x、Al₂O₃、MgF₂、Ti₃O₅單層或多層膜結(jié)構(gòu)；絕緣層材料可以采用與減反膜材料相同的結(jié)構(gòu)，采用等離子增強(qiáng)的沉積方式。

優(yōu)選地，所述柔性薄膜太陽電池的襯底為聚合物柔性薄膜襯底，包含但不限于PET、PI、PMMA，采用旋涂固化的成膜方式，形成電池的柔性薄膜襯底或者采用商用的柔性薄膜襯底。

所述柔性薄膜太陽電池包含但不限于單結(jié)或多結(jié)GaAs基、Ge基構(gòu)成的三五族電池、硅基電池、銅銦鎵硒、銅鋅錫硫、碲化鎘、有機(jī)電池、染料敏化電池、量子點(diǎn)電池或以上任何二種以上電池的復(fù)合型電池。

優(yōu)選地，所述柔性薄膜太陽電池的柔性薄膜襯底厚度小于150um；更優(yōu)選地，所述的薄膜襯底厚度為50um。

優(yōu)選地，所述柔性薄膜太陽電池上電極、下電極和貫穿電極的至少一種電極采用金屬或透明導(dǎo)電材料組成，透明導(dǎo)電材料包括但不限于ITO、IZO、GTO、TCO；貫穿電極的非焊盤區(qū)域采用透明導(dǎo)電材料制成，使貫穿過孔的側(cè)壁及電池表面入射更多光線，從而提高電池效率。