欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

太陽能電池及其制造方法

文檔序號:6946535閱讀:121來源:國知局
專利名稱:太陽能電池及其制造方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種太陽能電池及其制造方法,尤其涉及一種能夠提高電池效率的太 陽能電池及其制造方法。
背景技術
具有半導體特性的太陽能電池將光能轉換為電能。下面將簡要敘述根據(jù)現(xiàn)有技術的太陽能電池的結構和原理。太陽能電池以正(P) 型半導體與負(N)型半導體形成結的PN結的結構形成。當太陽光入射到具有PN結的結構 的太陽能電池上時,由于太陽光的能量,在半導體中產(chǎn)生空穴⑴和電子(_)。通過PN結區(qū) 域中產(chǎn)生的電場,空穴(+)漂移向P型半導體,電子(_)漂移向N型半導體,由此隨著電勢 的出現(xiàn)而產(chǎn)生電能。圖1是表示現(xiàn)有技術的太陽能電池的截面圖。參見圖1,現(xiàn)有技術的太陽能電池包括襯底10、第一電極20、電極分離部分25、光 電轉換部分30、接觸部分35、第二電極40和電池分離部分45。第一電極20由第一導電材料形成,其中電極分離部分25位于第一電極20的多個 圖案的每個之間,以形成第一電極20的多個圖案。這里,通過由激光刻劃處理除去第一電極20的預定部分來形成電極分離部分25, 從而通過電極分離部分25以固定的間隔提供第一電極20的多個圖案。光電轉換部分30形成在第一電極20和電極分離部分25上,并由第一電極20上 的接觸部分35分為光電轉換部分的多個圖案。這里,通過由激光刻劃處理除去第一電極20 上的光電轉換部分30的預定部分來形成接觸部分35。在根據(jù)入射的太陽光而產(chǎn)生的電場 所引起的電子和空穴的平穩(wěn)漂移的基礎上,光電轉換部分30產(chǎn)生電能。第二電極40由第二導電材料形成。另外,第二電極40由第一電極20上的電池分 離部分45分為第二電極的多個圖案,并且同時形成在光電轉換部分30和接觸部分35上, 第二電極40通過接觸部分35電連接到第一電極20,由此太陽能電池的相鄰電池單元串聯(lián) 連接。這里,通過由激光刻劃處理除去第一電極20上的光電轉換部分30和第二電極40的 預定部分來形成電池分離部分45。為了提高現(xiàn)有技術的太陽能電池的電池效率,在上文所述的光電轉換部分30中 需要增加入射太陽光的傳播路徑的長度,從而增加在光電轉換部分30中電子和空穴的產(chǎn)生。然而,根據(jù)現(xiàn)有技術的太陽能電池存在不能在光電轉換部分30中增加入射太陽 光的傳播路徑的長度的劣勢。因此很難實現(xiàn)所需的電池效率。

發(fā)明內容
因此,本發(fā)明涉及一種基本上避免了由于現(xiàn)有技術的限制和不足所造成的一個或 多個問題的太陽能電池及其制造方法。本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠提高電池效率的太陽能電池及其制造方法。本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的和特點將在隨后的說明書中列出,對本領域的普通技術 人員來說,通過對下文的閱讀,這些特點和方面的一部分是顯而易見的或者可以從本發(fā)明 的實施領會。通過說明書文字部分、權利要求書以及所附附圖中特別指出的結構,可以領會 與獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點。為了獲得這些目的和其它優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的意圖,如此處所體現(xiàn)與概括描述 的,提供一種太陽能電池,包括襯底;在所述襯底上的第一電極;在所述第一電極上的光 電轉換部分;在所述光電轉換部分上的第二電極;以及在所述第二電極上的多個微珠。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種制造太陽能電池的方法,包括在襯底上形成第 一電極;在所述第一電極上形成光電轉換部分;在所述光電轉換部分上形成第二電極;以 及在所述第二電極上形成多個微珠。應當理解本發(fā)明的前述概括性描述和隨后的詳細描述都是示例性和解釋性的,意 在提供如權利要求所保護的本發(fā)明的進一步解釋。


所包含的用于提供對發(fā)明的進一步的理解以及被包括在本申請中和組成本申請 的一部分的附解了本發(fā)明的實施例,并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖 中圖1是表示現(xiàn)有技術太陽能電池的截面圖。圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的太陽能電池的一種類型的截面圖。圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的太陽能電池的另一種類型的截面圖。圖4表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的微珠。圖5表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的微珠。圖6表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的微珠。圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的太陽能電池的截面圖。圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的太陽能電池的截面圖。圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的太陽能電池的截面圖。圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的太陽能電池的一種類型的截面圖。圖11是表示根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的太陽能電池的另一種類型的截面圖。圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的制造太陽能電池的方法的系列截面圖。圖13是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的制造太陽能電池的方法的系列截面圖。圖14是表示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的制造太陽能電池的方法的系列截面圖。圖15是表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的制造太陽能電池的方法的系列截面圖。圖16是表示在根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的制造太陽能電池的方法中的額外處理 的截面圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例,附圖中示出了實施例的例子。在可能的情 況下,在所有附圖中用相同的參考數(shù)字表示相同或相似的部件。下文中,將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池及其制造方法。太陽能電池圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的太陽能電池的截面圖。參見圖2,根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的太陽能電池包括襯底110、第一電極120、電 極分離部分125、光電轉換部分130、接觸部分135、第二電極140、電池分離部分145和光散 射層150。襯底110是柔性襯底。如果需要,襯底110可以由玻璃或透明塑料形成。柔性襯底可以由聚對酞酸乙二酯(PET)、聚酰亞胺(PI)或聚酰胺(PA)形成??梢?用卷到卷(roll-to-roll)的方法制造采用柔性襯底的柔性太陽能電池,從而降低制造成 本。在襯底110的整個表面上用第一導電材料形成第一電極120,并利用電極分離部 分125將第一電極120分為多個圖案。即,在電極分離部分125位于第一電極120的多個 圖案的每個之間的情況下,以固定間隔提供第一電極120的多個圖案。第一電極120由例 如金屬材料的第一導電材料形成,如Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni和Ag+Cu等。第一電極120將入 射的太陽光反射至光電轉換部分130。通過由激光刻劃處理從第一電極120除去預定部分來形成電極分離部分125,從 而以固定間隔提供第一電極120的多個圖案。光電轉換部分130形成在第一電極120的多個圖案和電極分離部分125上,并由 位于光電轉換部分130之間的接觸部分135分為光電轉換部分130的多個圖案。S卩,在接 觸部分135位于光電轉換部分130的多個圖案的每個之間的情況下,以固定間隔提供光電 轉換部分130的多個圖案。在根據(jù)入射的太陽光而產(chǎn)生的電場所引起的電子和空穴的平穩(wěn) 漂移的基礎上,光電轉換部分130產(chǎn)生電能。光電轉換部分130可以由硅基半導體材料或諸如CIGS(Cuhfe^d)的化合物形 成。這里,光電轉換部分130可按照順序地沉積有N(負)型半導體層、I (本征)型半導體 層和P (正)型半導體層的NIP結構形成。N型半導體層表示用例如周期表中的V族元素的N型摻雜物質來摻雜的半導體層, 如用銻(Sb)、砷(As)和磷(P)摻雜;I型半導體層表示本征型半導體層;P型半導體層表示 用例如周期表中的III族元素的P型摻雜物質來摻雜的半導體層,如用硼(B)、鎵(Ga)和銦 (In)摻雜。替代I型半導體層,可以形成與前面所述的N型或P型半導體層相比較薄的另 一 N型或P型半導體層;或者可以形成摻雜濃度比前面所述的N型或P型半導體層低的另 一 N型或P型半導體層。在具有OTP結構的光電轉換部分130中,由P型半導體層和N型半導體層在I型 半導體層中產(chǎn)生耗盡,從而在其中產(chǎn)生電場。因此,電場使通過太陽光產(chǎn)生的電子和空穴漂 移,漂移的電子和空穴分別聚集在N型半導體層和P型半導體層中。若形成具有NIP結構的光電轉換部分130,最好在第一電極120上形成N型半導體層,隨后在N型半導體層上形成I型和P型半導體層。這是因為空穴的漂移遷移率比電子 的漂移遷移率低。為了使入射的太陽光的收集效率最大化,與光的入射面鄰近地提供P型 半導體層。從圖2的放大部分可知,可按照串聯(lián)結構形成光電轉換部分130,在該串聯(lián)結構中 順序地沉積第一光電轉換層131、緩沖層132和第二光電轉換層133。第一和第二光電轉換層131和133都可按照順序地沉積有N(負)型半導體層、 1(本征)型半導體層和P(正)型半導體層的NIP結構形成。替代I型半導體層,可以形成 與前面所述的N型或P型半導體層相比較薄的另一 N型或P型半導體層;或者可以形成摻 雜濃度比前面所述的N型或P型半導體層低的另一 N型或P型半導體層。第一光電轉換層131可按照非晶半導體材料的NIP結構形成;第二光電轉換層 133可按照微晶半導體材料的NIP結構形成。非晶半導體材料的特征為吸收短波長的光;微晶半導體材料的特征為吸收長波長 的光。非晶半導體材料與微晶半導體材料的混合可以增強光吸收效率,但是并不限于這種 混合的類型。即,第一光電轉換層131可以由非晶半導體材料或微晶半導體材料制成;第二 光電轉換層133可以由非晶半導體材料、結晶半導體材料或微晶半導體材料制成。特別地, 第一光電轉換層131和第二光電轉換層133可以由鍺制成。緩沖層132位于第一和第二光電轉換層131和133之間,其中緩沖層132通過隧道 結實現(xiàn)了電子和空穴的平穩(wěn)漂移。緩沖層132可以由透明材料形成,例如&10、周期表中的 111族元素摻雜的ZnO (如,ZnO B或SiO Al)、包含氫元素的ZnO (如,ZnO H)、SnO2、SnO2 F 或ITO (氧化銦錫)。除了前文所述的串聯(lián)結構之外,光電轉換部分130還可按照三層結構形成。在該 三層結構中,在光電轉換部分130所包括的各個第一、第二和第三光電轉換層之間都插入
有每一緩沖層。通過由激光刻劃處理除去第一電極120上的光電轉換部分130的預定部分來形成 接觸部分135,由此以固定間隔提供光電轉換部分130的多個圖案。第二電極140由第二導電材料形成。第二電極140由第一電極120上的電池分離 部分145分為第二電極140的多個圖案,并且形成在光電轉換部分130和接觸部分135上, 同時通過接觸部分135電連接到第一電極120,由此太陽能電池的相鄰電池單元串聯(lián)連接。第二電極140在光入射面上形成。第二電極140由透明材料的第二導電材料形成, 例如&10、周期表中的III族元素摻雜的SiO (如,ZnOB或SiO Al)、包含氫元素的ZnO (如, ZnO: H)、SnO2、SnO2: F 或 ITO (氧化銦錫)。通過由激光刻劃處理從第一電極120上的光電轉換部分130和第二電極140除去 預定部分來形成電池分離部分145,由此以固定間隔提供太陽能電池的相鄰電池單元。光散射層150包括涂覆在電池分離部分145和第二電極140上的多個微珠155。 由于多個微珠155,入射的太陽光以各個方向散射,從而在光電轉換部分130中獲得增加的 入射太陽光的傳播路徑。這里,根據(jù)微珠155的折射和密度確定霧化率(hazel ratio),最 好將該霧化率調整在10% 70%的范圍內??梢酝ㄟ^以下步驟形成包括多個微珠155的光散射層150 通過在粘合劑157中 均勻或不均勻地散布多個微珠巧5來制備粘膏;以及將制備的粘膏涂覆在第二電極140和電池分離部分145上。可以通過印刷方法、噴涂方法、溶膠-凝膠方法、浸涂方法或旋涂方 法來進行該粘膏-涂覆處理。優(yōu)選地,在形成光散射層150時,通過上述方法形成多個微珠155,接著進行紫外 線硬化處理、低溫硬化處理或高溫硬化處理的額外硬化(或固化)處理,從而增強微珠155 之間的粘合強度。在形成光散射層150時,通過硬化處理,粘合劑157增強了在第二電極140上和電 池分離部分145內提供的多個微珠155之間的粘合強度,但是并不限于此。如圖3所示,可 以通過硬化處理除去粘合劑157,由此可以使只有微珠155粘附在第二電極140的上表面和 電池分離部分145的內表面上。因此,在第二電極140的上表面上提供的光散射層150將入射的太陽光以各個方 向散射,由此使散射的太陽光射向光電轉換部分130。同時,在電池分離部分145的內表面 上提供的光散射層150能夠使由電池分離部分145分開的相鄰電池單元完全絕緣,并且能 夠將入射到各電池單元的側面的太陽光散射,從而最大化光俘獲效率。即使在柔性襯底110被過度彎曲的時候,由于電池分離部分145中的絕緣材料的 多個微珠155,太陽能電池的相鄰電池單元仍能夠彼此完全絕緣。通過前文所述的多個微珠155的使用,可以將入射的太陽光以各個方向散射,下 文中將描述這些微珠。如果用于多個微珠155的材料的折射率與用于第二電極140的材料不同,則入射 的太陽光在通過多個微珠155時被折射,接著在通過第二電極140時被再次折射。因此,入 射的太陽光以各個方向被折射,并入射到光電轉換部分130上,由此增加了在光電轉換部 分130中太陽光的傳播路徑的長度。通常,第二電極140的折射率約為1.9 20。由于用于多個微珠155的材料的折 射率必須與用于第二電極140的材料的折射率不同,因此用于多個微珠155的材料是根據(jù) 前面所述的第二電極140的折射率來選擇的。例如,多個微珠155可以由氧化硅(如,包含 硅元素的氧化物,即SiO2)或過渡金屬氧化物(如,包含過渡金屬元素的氧化物,即T^2或 CeO2)制成,但不是必須要由這些材料制成。替代用相同材料制成微珠155,可以由具有不同折射率的不同材料制成多個微珠 155。在這種情況下,當通過由具有不同折射率的不同材料制成的多個微珠155時,太陽光 被以不同的角度折射。每個微珠155都包括核心和外殼。當太陽光通過包括核心和外殼的各個微珠155 時,太陽光被以不同的角度折射。圖4至圖6表示根據(jù)本發(fā)明各個實施例的不同類型的微珠155的截面圖。如圖4所示,多個微珠155的每個都包括核心210和外殼220,其中核心210由外 殼220包圍。另外,用于核心210的材料的折射率與用于外殼220的材料的折射率不同。因 此,當太陽光在外殼220之后通過核心210時被折射,隨后當太陽光在核心210之后通過外 殼220時再次被折射。如圖5所示,多個微珠155的每個中的核心210由空氣形成。即,中空形狀的微珠 155僅由外殼220形成。該結構也能實現(xiàn)同樣的功能效果。如圖6所示,多個微珠155的每個中的核心210可以包括具有不同折射率的多個材料層210a和210b ;并且外殼220可以包括具有不同折射率的多個材料層220a和220b。微珠155的截面形狀可以改變,例如為圓形或橢圓形,由此可以多樣地改變太陽 光的折射角。在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的太陽能電池中,包括多個微珠155的光散射層150 對應于光入射面形成在第二電極140上,由此將入射的太陽光以不同的角度散射。因此,增 加了在光電轉換部分130中太陽光的傳播路徑的長度,從而實現(xiàn)了電池效率的提高。此外,根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的太陽能電池可以包括保護膜(未示出)和覆蓋 膜(未示出)。保護膜(未示出)形成并粘附在光散射層150上,從而防止外界的濕氣滲透 到第二電極140中。覆蓋膜(未示出)形成并粘附在保護膜上,從而最先阻止外界濕氣的 滲透并吸收外部的沖擊。保護膜可以由例如乙酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate (EVA))或聚乙烯醇縮丁 醛(poly vinyl butyral (PVB))的粘性片形成。覆蓋膜可以由聚合物形成。也可省略該覆蓋膜。圖7表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的太陽能電池。參見圖7,根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的太陽能電池包括襯底110、第一電極120、電 極分離部分125、光電轉換部分130、接觸部分135、第二電極140、電池分離部分145和包含 多個微珠165的聚合物膜160。除了聚合物膜160之外,根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的太陽能 電池的結構與根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的太陽能電池的結構相同。因此,在附圖中將用相 同的參考數(shù)字表示相同或相似的部件,而省略對相同部件的具體描述。在聚合物膜160內部提供多個微珠165,由此使從外界入射的太陽光以不同的角 度散射,接著入射到光電轉換部分130上。這里,多個微珠165的每個都可按照圖4至6中 的任何形狀形成。聚合物膜160的上表面或下表面涂覆有多個微珠165,這些微珠使入射的太陽光 以不同的角度散射并接著入射到光電轉換部分130上。這里,多個微珠165可以由氧化硅 (如,包含硅元素的氧化物,即SiO2)或過渡金屬氧化物(如,包含過渡金屬元素的氧化物, 即TiO2或CeO2)制成,但不是必須要由這些材料制成。在根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的太陽 能電池中,在聚合物膜160內部和在聚合物膜160的上表面或下表面上提供多個微珠165, 由此入射的太陽光被以不同角度折射。因此,增加了在光電轉換部分130中入射太陽光的 傳播路徑的長度,從而提高了電池效率。圖8表示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的太陽能電池。參見圖8,根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的太陽能電池包括襯底110、第一電極120、電 極分離部分125、光電轉換部分130、接觸部分135、第二電極140、電池分離部分145、包含多 個微珠315的保護膜310和覆蓋膜320。除了保護膜310和覆蓋膜320之外,根據(jù)本發(fā)明的 第三實施例的太陽能電池的結構與前文所述的根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的太陽能電池的 結構相同。因此,在附圖中將用相同的參考數(shù)字表示相同或相似的部件,而省略對相同部件 的具體描述。保護膜310可以由例如乙酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate (EVA))或聚乙烯醇 縮丁醛(poly vinyl butyral (PVB))的粘性片形成。在保護膜310內部提供多個微珠315,由此使從外界入射的太陽光以不同的角度散射,接著入射到光電轉換部分130上。多個微珠315可以由氧化硅(如,包含硅元素的氧 化物,即SiO2)或過渡金屬氧化物(如,包含過渡金屬元素的氧化物,即T^2或CeO2)制成, 但不是必須要由這些材料制成。這里,多個微珠315的每個都可按照圖4至6中的任何形 狀形成。保護膜310的上表面涂覆有多個微珠315,這些微珠使入射的太陽光以不同的角 度散射并接著入射到光電轉換部分130上。上述保護膜310設置為覆蓋第二電極140和電池分離部分145。通過覆膜處理,將 保護膜310粘附到第二電極140并插入到電池分離部分145的內部,從而能夠阻止外界的 濕氣滲透到第二電極140中,并將入射在太陽能電池的電池單元的側面上的太陽光散射, 以最大化光俘獲效率。這里,通過上述覆膜處理插入到電池分離部分145內部的保護膜310 絕緣了由電池分離部分145分開的相鄰電池單元。即使在柔性襯底110被過度彎曲的時候,由于電池分離部分145中的保護膜310, 太陽能電池的相鄰電池單元仍能夠彼此完全絕緣。覆蓋膜320形成在保護膜310的整個表面上,其中覆蓋膜320可以由聚合物形成。 覆蓋膜320最先阻止外界濕氣的滲透并吸收外部的沖擊。在某些情況下,可以省略該覆蓋 膜 320。在根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的太陽能電池中,在保護膜310內部和在保護膜310 的上表面或下表面上提供多個微珠315,由此入射的太陽光被以不同角度折射。因此,增加 了在光電轉換部分130中入射太陽光的傳播路徑的長度,從而提高了電池效率。圖9表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的太陽能電池。參見圖9,根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的太陽能電池包括襯底110、第一電極120、電 極分離部分125、光電轉換部分130、接觸部分135、第二電極140、電池分離部分145、保護膜 410和包含多個微珠425的覆蓋膜420。除了保護膜410和覆蓋膜420之外,根據(jù)本發(fā)明的 第四實施例的太陽能電池的結構與前文所述的根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的太陽能電池的 結構相同。因此,在附圖中將用相同的參考數(shù)字表示相同或相似的部件,而省略對相同部件 的具體描述。保護膜410可以由例如乙酸乙烯酯(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(PVB)的粘性片形 成。保護膜410設置為覆蓋第二電極140和電池分離部分145。通過覆膜處理,將保護膜 410粘附到第二電極140,并且還將保護膜410插入到電池分離部分145的內部,從而能夠 阻止外界的濕氣滲透到第二電極140中,并將太陽能電池的相鄰電池單元絕緣。覆蓋膜420形成在保護膜410的整個表面上,其中覆蓋膜420可以由聚合物形成。 覆蓋膜420最先阻止外界濕氣的滲透并吸收外部的沖擊。在覆蓋膜420內部提供的多個微珠425使入射的太陽光以不同的角度散射并接著 入射到光電轉換部分130上。這里,多個微珠425可以由氧化硅(如,包含硅元素的氧化物, 即SiO2)或過渡金屬氧化物(如,包含過渡金屬元素的氧化物,即T^2或CeO2)制成,但不 是必須要由這些材料制成。這里,多個微珠425的每個都可按照圖4至6中的任何形狀形 成。雖然未示出,多個微珠425可以涂覆在保護膜410與覆蓋膜420之間,由此入射的 太陽光可以不同的角度被散射并接著入射到光電轉換部分130上。若覆蓋膜420形成并粘附在包含多個微珠425的保護膜410上,則覆蓋膜420的表面可以具有由多個微珠425產(chǎn) 生的不規(guī)則結構,由此入射的太陽光在覆蓋膜420的不規(guī)則結構上被折射并接著入射到光 電轉換部分130上。在根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的太陽能電池中,在覆蓋膜420內部或在保護膜410 與覆蓋膜420之間提供多個微珠425,由此入射的太陽光以不同角度被折射。因此,增加了 在光電轉換部分130中入射太陽光的傳播路徑的長度,從而提高了電池效率。圖10表示根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的太陽能電池。參見圖10,根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的太陽能電池包括襯底110、第一電極120、 電極分離部分125、光電轉換部分130、接觸部分135、第二電極140、在第二電極140的上表 面中的不規(guī)則結構142、電池分離部分145和光散射層150。在根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的 太陽能電池中,在第二電極140的上表面中額外提供不規(guī)則結構142,光散射層150涂覆在 該不規(guī)則結構142上。除了不規(guī)則結構142之外,根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的太陽能電池 的結構與前文所述的根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的太陽能電池的結構相同。因此,在附圖中 將用相同的參考數(shù)字表示相同或相似的部件,而省略對相同部件的具體描述。形成在第二電極140的上表面中的不規(guī)則結構142將入射的太陽光以各個方向散 射,從而提高了光電轉換部分130的光俘獲效率。可以通過適當?shù)卣{整形成條件使不規(guī)則結構142與第二電極140同時形成;或者 可以通過施加刻蝕處理使不規(guī)則結構142形成在具有平坦表面的第二電極140上。如在本發(fā)明的第一實施例中所描述的,可以通過以下步驟形成光散射層150 通 過在粘合劑157中均勻或不均勻地散布多個微珠155來制備粘膏;以及利用制備的粘膏,通 過印刷方法、噴涂方法、溶膠-凝膠方法、浸涂方法或旋涂方法在不規(guī)則結構142上和在電 池分離部分145中形成多個微珠155。優(yōu)選地,在形成光散射層150時,通過前文所述的方法形成微珠155,接著進行紫 外線硬化處理、低溫硬化處理或高溫硬化處理的額外處理,從而增強微珠155之間的粘合強度。在形成光散射層150時,通過硬化處理,粘合劑157增強了在第二電極140的上表 面和在電池分離部分145的內表面上提供的多個微珠155之間的粘合強度,但是并不限于 此。如圖11所示,可以通過硬化處理除去粘合劑157,由此可以使只有微珠155形成并粘附 在不規(guī)則結構142的上表面和在電池分離部分145的內表面上。在根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的太陽能電池中,對應于光入射面在第二電極140的 上表面中形成不規(guī)則結構142,在不規(guī)則結構142上形成包括多個微珠155的光散射層 150,由此入射的太陽光以不同角度被折射。因此,增加了在光電轉換部分130中入射太陽 光的傳播路徑的長度,從而提高了電池效率。根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的太陽能電池的第二電極140的上表面中的不規(guī)則結 構142可以很輕易地應用到根據(jù)本發(fā)明的第二至第四實施例的各個太陽能電池。制造太陽能電池的方法圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的制造太陽能電池的方法的系列截面圖, 圖12涉及圖2或圖3的太陽能電池。下面將參考圖12描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的制造太陽能電池的方法。
首先,如圖12(a)所示,在襯底110的整個表面上形成第一電極120,接著從第一電 極120除去預定部分,從而以固定間隔形成電極分離部分125。襯底110可以由柔性襯底、玻璃或透明塑料形成??梢酝ㄟ^濺射或印刷由例如Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni或Ag+Cu的金屬形成第一電極 120??梢酝ㄟ^激光刻劃處理形成電極分離部分125。隨后,如圖12(b)所示,在包括第一電極120和電極分離部分125的襯底110的整 個表面上形成光電轉換部分130。接著從第一電極120上的光電轉換部分130除去預定部 分,從而以固定間隔形成接觸部分135。光電轉換部分130可以通過化學汽相沉積(CVD)方法由硅基半導體或諸如 CIGS(CuInGaSe2)的化合物來形成。這里,光電轉換部分130可按照順序地沉積N(負)型 半導體層、1(本征)型半導體層和P (正)型半導體層的NIP結構來形成。N型半導體層表 示用例如周期表中的V族元素的N型摻雜物質來摻雜的半導體層,如用銻(Sb)、砷(As)和 磷(P)摻雜;I型半導體層表示本征型半導體層;P型半導體層表示用例如周期表中的III 族元素的P型摻雜物質來摻雜的半導體層,如用硼(B)、鎵(Ga)和銦(In)摻雜。替代I型 半導體層,可以形成與前面所述的N型或P型半導體層相比較薄的另一 N型或P型半導體 層;或者可以形成摻雜濃度比前面所述的N型或P型半導體層低的另一 N型或P型半導體 層。如圖2所示,可按照串聯(lián)結構形成光電轉換部分130,在該串聯(lián)結構中順序地沉積 第一光電轉換層131、緩沖層132和第二光電轉換層133。替代串聯(lián)結構,可按照三層結構形成光電轉換部分130。在該三層結構中,在光電 轉換部分130所包括的各個第一、第二和第三光電轉換層之間都插入有每一緩沖層??梢酝ㄟ^激光刻劃處理形成接觸部分135。如圖12(c)所示,在包括光電轉換部分130和接觸部分135的襯底110的整個表 面上形成第二電極140。隨后從第一電極120上的光電轉換部分130和第二電極140除去 預定部分,從而與接觸部分135相鄰地形成電池分離部分145。第二電極140可以通過濺射或MOCVD (金屬有機化學汽相沉積)由透明材料形成, 例如&10、周期表中的III族元素摻雜的SiO (如,ZnOB或SiO Al)、包含氫元素的ZnO (如, ZnO: H)、SnO2、SnO2: F 或 ITO (氧化銦錫)。可以通過激光刻劃處理形成電池分離部分145。如圖12(d)所示,將包含多個微珠155的光散射層150涂覆到第二電極140和電 池分離部分145上。可以通過以下步驟形成包括多個微珠155的光散射層150 通過在粘合劑157中 均勻或不均勻地散布多個微珠1 來制備粘膏;以及通過印刷方法、溶膠-凝膠方法、浸涂 方法或旋涂方法將制備的粘膏涂覆在第二電極140和電池分離部分145上。這里,多個微 珠155可以由氧化硅(如,包含硅元素的氧化物,即SiO2)或過渡金屬氧化物(如,包含過 渡金屬元素的氧化物,即TW2或CeO2)制成,但不是必須要由這些材料制成。另外,可以進行紫外線硬化處理、低溫硬化處理或高溫硬化處理的額外處理,以增 強微珠155之間的粘合強度。這里,如前文所述,多個微珠155的每個都可按照圖4至6中的任何形狀形成。在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的制造太陽能電池的方法中,如圖12(e)所示,可以 根據(jù)硬化處理的條件,通過除去涂覆的粘合劑157,在第二電極140的上表面和電池分離部 分145的內表面上形成多個微珠155。在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的制造太陽能電池的方法中,可以進行用于形成前文 所述的保護膜和覆蓋膜的處理,從而防止外界的濕氣滲透到第二電極140中。在某些情況 下,可以省略形成覆蓋膜的處理。若將上文所述的圖12的制造太陽能電池的方法應用于制造采用柔性襯底的太陽 能電池的方法中,則可以采用卷對卷方法進行圖12(a)至12(e)的處理。圖13是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的制造太陽能電池的方法的系列截面圖, 圖13涉及圖7的太陽能電池。在描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的制造太陽能電池的方法 時,將省略與第一實施例相同的部分的具體描述。首先,如圖13(a)所示,制備包括多個微珠165的聚合物膜160。這里,多個微珠 165可以由氧化硅(如,包含硅元素的氧化物,即SiO2)或過渡金屬氧化物(如,包含過渡金 屬元素的氧化物,即TiO2或CeO2)制成,但不是必須要由這些材料制成。這里,多個微珠165 的每個都可按照圖4至6中的任何形狀形成。通過印刷方法、噴涂方法、溶膠-凝膠方法、浸涂方法或旋涂方法將多個微珠165 涂覆在聚合物膜160的上表面或下表面上。隨后,如圖13(b)所示,在襯底110的整個表面上形成第一電極120,接著從第一電 極120除去預定部分,從而以固定間隔形成第一電極120的多個圖案和同時以固定間隔形 成電極分離部分125。如圖13(c)所示,在包括第一電極120和電極分離部分125的襯底110的整個表 面上形成光電轉換部分130,接著從光電轉換部分130除去預定部分,從而以固定間隔形成 接觸部分135。如圖13(d)所示,在包括光電轉換部分130和接觸部分135的襯底110的整個表 面上形成第二電極140。隨后從第一電極120上的光電轉換部分130和第二電極140除去 預定部分,從而與接觸部分135相鄰地形成電池分離部分145。如圖13(e)所示,將包含多個微珠165的聚合物膜160形成并粘附到第二電極140 和電池分離部分145上。若將上文所述的圖13的制造太陽能電池的方法應用于制造采用柔性襯底的太陽 能電池的方法中,則可以通過卷到卷的方法進行圖13(a至e)的處理。圖14是表示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的制造太陽能電池的方法的系列截面圖, 圖14涉及圖8的太陽能電池。在描述根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的制造太陽能電池的方法 時,將省略與第一實施例相同的部分的具體描述。首先如圖14(a)所示,在襯底110的整個表面上形成第一電極120,接著從第一電 極120除去預定部分,從而以固定間隔形成電極分離部分125。如圖14(b)所示,在包括第一電極120和電極分離部分125的襯底110的整個表 面上形成光電轉換部分130。接著從第一電極120上的光電轉換部分130除去預定部分,從 而以固定間隔形成接觸部分135。
如圖14(c)所示,在包括光電轉換部分130和接觸部分135的襯底110的整個表 面上形成第二電極140。隨后從第一電極120上的光電轉換部分130和第二電極140除去 預定部分,從而與接觸部分135相鄰地形成電池分離部分145。如圖14(d)所示,將包含多個微珠315的保護膜310形成并粘附到第二電極140 和電池分離部分145上。為此,根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的制造太陽能電池的方法還包括 制備包含多個微珠315的保護膜310的處理。這里,多個微珠315的每個都可按照圖4至 6中的任何形狀形成。保護膜310可以由例如乙酸乙烯酯(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(PVB)的粘性片形 成??稍诒Wo膜310內部提供多個微珠315。多個微珠155可以由氧化硅(如,包含 硅元素的氧化物,即SiO2)或過渡金屬氧化物(如,包含過渡金屬元素的氧化物,即TiA或 CeO2)制成,但不是必須要由這些材料制成。這里,多個微珠315的每個都可按照圖4至6 中的任何形狀形成??蓪⒍鄠€微珠315涂覆到保護膜310的上表面或下表面上,或者可以涂覆到第二 電極140的上表面和電池分離部分145的內表面上。前文所述的保護膜310設置為覆蓋第二電極140和電池分離部分145。通過覆膜 處理,將保護膜310粘附到第二電極140并插入到電池分離部分145的內部中。如圖14(e)所示,在保護膜310上形成并粘附聚合物的覆蓋膜320。在某些情況 下,可以省略覆蓋膜320的粘附處理。若將上文所述的圖14的制造太陽能電池的方法應用于制造采用柔性襯底的太陽 能電池的方法中,則可以通過卷到卷的方法進行圖14(a)至14(e)的處理。上文所述的圖14的制造太陽能電池的方法公開了將包含多個微珠315的保護膜 310形成并粘附在第二電極140和電池分離部分145上。然而,該方法并不限于此結構。如 圖9所示,首先可以在第二電極140和電池分離部分145上形成不包含多個微珠的保護膜 410,接著可以在保護膜410上形成具有多個微珠425的覆蓋膜420。為此,根據(jù)本發(fā)明的制 造太陽能電池的方法還可以包括制備包含多個微珠425的覆蓋膜420的處理。這里,多個 微珠425的每個都可按照圖4至6中的任何形狀形成。另一種方法是,將不具有多個微珠的保護膜410形成并粘附在第二電極140和電 池分離部分145上;將多個微珠425涂覆到保護膜410上;接著在保護膜410上形成不具有 多個微珠的覆蓋膜420,由此覆蓋膜420可以具有取決于多個微珠425的形狀的不平整的表圖15是表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的制造太陽能電池的方法的系列截面圖, 圖15涉及圖10或11的太陽能電池。在描述根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的制造太陽能電池 的方法時,將省略與第一實施例相同的部分的具體描述。首先如圖15(a)所示,在襯底110的整個表面上形成第一電極120,接著從第一電 極120除去預定部分,從而以固定間隔形成電極分離部分125。如圖15(b)所示,在包括第一電極120和電極分離部分125的襯底110的整個表 面上形成光電轉換部分130。接著從第一電極120上的光電轉換部分130除去預定部分,從 而以固定間隔形成接觸部分135。
如圖15(c)所示,在包括光電轉換部分130和接觸部分135的襯底110的整個表面 上形成具有不規(guī)則結構142的第二電極140。隨后從第一電極120上的光電轉換部分130 和第二電極140除去預定部分,從而與接觸部分135相鄰地形成電池分離部分145。這里,第二電極140可以由透明材料形成,例如&10、周期表中的III族元素摻雜 的 ZnO(如,ZnO:B 或 ZnO:Al)、包含氫元素的 ZnO(如,ZnO:H)、SnO2、SnO2 = F 或 ITO(氧化銦 錫)??梢酝ㄟ^以下方式形成具有不規(guī)則結構142的第二電極140 通過調整MOCVD (金 屬有機化學汽相沉積)沉積處理的沉積條件來直接形成具有不規(guī)則結構142的第二電極 140 ;或者給通過濺射獲得的具有平坦表面的第二電極140施加刻蝕處理。這里,刻蝕處理 可以采用光刻、使用化學溶液的各向異性刻蝕或者機械刻劃。如圖15(d)所示,將包含多個微珠155的光散射層150涂覆到不規(guī)則結構142和 電池分離部分145上。這里,可以通過以下步驟形成光散射層150 通過在粘合劑157中均勻或不均勻地 散布多個微珠155來制備粘膏;以及通過印刷方法、溶膠-凝膠方法、浸涂方法或旋涂方法 將制備的粘膏涂覆在不規(guī)則結構142和電池分離部分145上。另外,進行紫外線硬化處理、 低溫硬化處理或高溫硬化處理的額外處理,從而增強涂覆的微珠155之間的粘合強度。這里,如上文所述,多個微珠155的每個都可按照圖4至6中的任何形狀形成。在根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的制造太陽能電池的方法中,如圖15(e)所示,通過 除去涂覆的粘合劑157,在不規(guī)則結構142的上表面和電池分離部分145的內表面上形成多 個微珠155。在根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的制造太陽能電池的方法中,可以進行將前文所述的 保護膜510粘附到光散射層150的處理,以阻止外界的濕氣滲透到第二電極140中;并且可 以進行將覆蓋膜520粘附到保護膜510的處理,以阻止外界的濕氣滲透到保護膜510中,并 同時吸收外部的沖擊。在某些情況下,可以省略粘附覆蓋膜520到保護膜510的處理。若將上文所述的圖15的制造太陽能電池的方法應用于制造采用柔性襯底的太陽 能電池的方法中,則可以通過卷到卷的方法進行圖15(a)至15(e)的處理。在根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的制造太陽能電池的方法中,在進行圖15(a)至 15(c)的處理后,可以進行如圖7所示的將包含多個微珠165的聚合物膜160粘附到不規(guī)則 結構142的處理。為此,可以額外地進行制備具有多個微珠165的聚合物膜160的處理,其 中多個微珠165的每個都可按照圖4至6中的任何形狀形成。在根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的制造太陽能電池的方法中,在進行圖15(a)至 15 (c)的處理后,可以進行如圖8所示的將具有多個微珠315的保護膜310粘附到不規(guī)則結 構142和將覆蓋膜320粘附到保護膜310的處理。為此,可以額外地進行制備具有多個微 珠315的保護膜310的處理,其中多個微珠315的每個都可按照圖4至6中的任何形狀形 成。在根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的制造太陽能電池的方法中,在進行圖15(a)至 15(c)的處理后,可以進行如圖9所示的將不具有多個微珠的保護膜410粘附到不規(guī)則結構 142和將具有多個微珠425的覆蓋膜420粘附到保護膜410的處理。為此,可以額外地進 行制備具有多個微珠425的覆蓋膜420的處理,其中多個微珠425的每個都可按照圖4至6中的任何形狀形成。在根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的制造太陽能電池的方法中,在進行圖15(a)至 15(c)的處理后,盡管未示出,但是可以進行將不具有多個微珠的保護膜510粘附到不規(guī)則 結構142、在保護膜510上形成多個微珠以及將不具有多個微珠的覆蓋膜520粘附到保護膜 510的處理。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池及其制造方法中,多個微珠形成在第二電極上,由此 可以將入射的太陽光以不同的角度散射。因此,能夠增加在光電轉換部分中太陽光的傳播 路徑的長度,從而實現(xiàn)了電池效率的提高。由于在用于分離太陽能電池的相鄰電池單元的電池分離部分中形成了多個微珠, 絕緣材料的微珠將入射到電池單元的側面上的太陽光散射,因而能夠通過在光電轉換部分 中最大化光俘獲效率而提高電池效率。另外,光散射層或保護膜被插入到電池分離部分中。因此,即使襯底被過度彎曲, 也能夠完全絕緣太陽能電池的相鄰電池單元。對于本領域的技術人員而言顯而易見的是,可對本發(fā)明進行多種變型與變化而不 脫離發(fā)明的精神與范圍。因此本發(fā)明旨在覆蓋所附權利要求及其等同物范圍內的發(fā)明的變
型與變化。
權利要求
1.一種太陽能電池,包括 襯底;在所述襯底上的第一電極; 在所述第一電極上的光電轉換部分; 在所述光電轉換部分上的第二電極;以及 在所述第二電極上的多個微珠。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池,其中所述多個微珠由具有不同折射率的不同材 料形成。
3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池,其中所述多個微珠的每個都包括核心和外殼, 所述核心由所述外殼包圍,并且其中所述核心的材料的折射率與所述外殼的材料的折射率不同。
4.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池,還包括通過除去所述第一電極上的所述光電轉 換部分和所述第二電極的預定部分而形成的電池分離部分。
5.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池,其中所述多個微珠在所述第二電極上和在所述 電池分離部分內被提供。
6.根據(jù)權利要求5所述的太陽能電池,還包括粘附到所述第二電極同時插入到所述電 池分離部分的內部中的保護膜。
7.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池,還包括其中具有多個微珠的光散射層,所述光 散射層形成在所述第二電極上,并同時插入到所述電池分離部分的內部中。
8.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池,還包括其中具有多個微珠的聚合物膜,所述聚 合物膜形成并粘附到所述第二電極和所述電池分離部分上。
9.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池,還包括其中具有多個微珠的保護膜,所述保護 膜粘附到所述第二電極并同時插入到所述電池分離部分的內部中。
10.根據(jù)權利要求9所述的太陽能電池,還包括形成并粘附到所述保護膜上的覆蓋膜。
11.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池,還包括粘附到所述第二電極并同時插入到所述電池分離部分的內部中的保護膜;以及 具有多個微珠的覆蓋膜,所述覆蓋膜粘附到所述保護膜。
12.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池,還包括粘附到所述第二電極并同時插入到所述電池分離部分的內部中的保護膜; 粘附到所述保護膜的覆蓋膜;以及 在所述保護膜與所述覆蓋膜之間提供的多個微珠。
13.根據(jù)權利要求1至12中的任意一項所述的太陽能電池,還包括在所述第二電極的 表面的不規(guī)則結構。
14.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池,其中所述襯底是柔性襯底。
15.一種制造太陽能電池的方法,包括 在襯底上形成第一電極;在所述第一電極上形成光電轉換部分; 在所述光電轉換部分上形成第二電極;以及 在所述第二電極上形成多個微珠。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法,其中所述多個微珠由具有不同折射率的不同材料形成。
17.根據(jù)權利要求15所述的方法,其中所述多個微珠的每個都包括核心和外殼,所述 核心由所述外殼包圍,并且其中所述核心的材料的折射率與所述外殼的材料的折射率不同。
18.根據(jù)權利要求15所述的方法,還包括通過除去所述第一電極上的所述光電轉換部分和所述第二電極的預定部分來形成電 池分離部分,其中形成所述電池分離部分的處理在形成所述第二電極的處理與形成所述多個微珠 的處理之間進行。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法,其中所述多個微珠在所述第二電極上和在所述電池 分離部分內被提供。
20.根據(jù)權利要求18所述的方法,其中形成所述多個微珠的處理包括 在所述第二電極和所述電池分離部分上形成其中包含多個微珠的粘膏;以及通過硬化所述粘膏,形成被提供在所述第二電極上并同時插入到所述電池分離部分的 內部中的光散射層。
21.根據(jù)權利要求18所述的方法,還包括形成其中具有多個微珠的聚合物膜, 其中形成所述多個微珠的處理還包括將所述聚合物膜粘附到所述第二電極和所述電池分離部分。
22.根據(jù)權利要求18所述的方法,還包括形成其中具有多個微珠的保護膜,其中形成所述多個微珠的處理還包括將所述保護膜粘附到所述第二電極和所述電池 分離部分。
23.根據(jù)權利要求22所述的方法,還包括在所述保護膜上形成覆蓋膜,其中所述覆蓋 膜粘附到所述保護膜。
24.根據(jù)權利要求18所述的方法,還包括 制備其中包含所述多個微珠的覆蓋膜;以及將保護膜粘附到所述第二電極和所述電池分離部分, 其中形成所述多個微珠的處理還包括將所述覆蓋膜粘附到所述保護膜。
25.根據(jù)權利要求18所述的方法,還包括將保護膜粘附到所述第二電極和所述電池分離部分;以及 將覆蓋膜粘附到所述保護膜,其中形成所述多個微珠的處理還包括在所述保護膜與所述覆蓋膜之間形成所述多個 微珠。
26.根據(jù)權利要求15至25中的任意一項所述的方法,還包括在所述第二電極的表面形 成不規(guī)則結構,其中形成所述不規(guī)則結構的處理可以與形成所述第二電極的處理同時進行,或者可以 在形成所述第二電極的處理與形成所述多個微珠的處理之間進行。
27.根據(jù)權利要求15所述的方法,其中所述襯底是柔性襯底。
全文摘要
公開了一種能夠提高電池效率的太陽能電池及其制造方法,所述太陽能電池包括襯底;在所述襯底上的第一電極;在所述第一電極上的光電轉換部分;在所述光電轉換部分上的第二電極;以及在所述第二電極上的多個微珠。
文檔編號H01L31/0224GK102136503SQ20101019782
公開日2011年7月27日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權日2010年1月22日
發(fā)明者姜東榮, 金泰勛 申請人:周星工程股份有限公司
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
沙湾县| 呈贡县| 营口市| 临沧市| 合川市| 综艺| 余江县| 玉屏| 汉寿县| 沈丘县| 台东市| 盱眙县| 本溪| 福鼎市| 巴林右旗| 扎兰屯市| 大理市| 汤阴县| 康平县| 长宁县| 阳山县| 泸定县| 邓州市| 靖宇县| 历史| 朝阳区| 天全县| 大石桥市| 和田市| 额敏县| 罗田县| 五河县| 专栏| 新泰市| 朝阳县| 六安市| 瓮安县| 广元市| 兴海县| 抚宁县| 措勤县|