專利名稱：制造一體化光伏模塊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種制造光伏模塊的方法。更特定言之，本發(fā)明是關(guān)于一種在可撓 性基板上制造一體化光伏模塊的方法。
背景技術(shù)：
諸如煤、石油及鈾的非再生性能源資源的日益匱乏，以及對這些非再生性能源資 源相關(guān)聯(lián)的生態(tài)及安全問題的認識，因此有必要增加對諸如太陽能等非耗竭性能源資源的 使用。太陽能的使用在過去受限于特殊應(yīng)用，其是由于制造能夠產(chǎn)生大量光伏能量的裝置 成本高。此外，用于大量制造太陽能板的制造技術(shù)的改良亦大幅促進了太陽能的使用。自太陽能生產(chǎn)中亦可實現(xiàn)顯著的環(huán)境益處，例如減少燃燒化石燃料所造成的空 氣污染、減少因建立發(fā)電廠而造成的水及土地使用，且減少廢棄副產(chǎn)品的儲存量。太陽能不 產(chǎn)生噪音，且有很少的移動組件。由于其可靠性，太陽能板亦減少消費者的住宅及商用電力 的成本。激光切割技術(shù)廣泛用于制造光伏模塊，此是因為基于激光的加工工具可為光伏模 塊制造中所需的許多復(fù)雜過程提供理想的解決方案。因此，激光切割技術(shù)可對光伏模塊的 薄膜進行精確地圖案化而使其具有所要圖案。然而，在聚合物基板上制造一體化太陽能電 池的困難中的一者在于圖案的激光切割通常產(chǎn)生過多熱量且使基板降級。詳言之，靠近聚 合物基板的Pl圖案的激光切割可能會引起嚴重問題，此是因為該圖案直接處于該聚合物 基板之上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的為提供一種在可撓性基板上制造一體化光伏模塊的方法。為了達成這些及其它優(yōu)點，且根據(jù)本發(fā)明的目標，作為本文中概括地描述的實施 例，本發(fā)明提供一種制造具有可撓性基板的一體化光伏模塊的方法。該方法包括以下步 驟提供一可撓性基板；在該可撓性基板上形成一第一粘著層；在該第一粘著層上形成一金屬層；在該金屬層上形成一第二粘著層；及用至少一種蝕刻膏蝕刻穿過該第二粘著層、該金屬層及該第一粘著層。該可撓性基板為一聚合物基板，其可為透明材料，諸如PEN(Poly ethylene naphthalate;聚萘二甲酸乙二酯)或PET(Poly ethylene ter印hthalate ；聚對苯二甲酸 乙二酯)，或可為部分透明的材料，例如聚酰亞胺(polyimide)基板。該第一粘著層可為一 導(dǎo)電層或一絕緣層。此外，該第一粘著層可為一不透明層或一透明層。雖然該第一粘著層為 透明的，但較佳利用選自氧化銦錫(Indium Tin Oxide ； I TO)層、氧化鋅(Zinc Oxide ； ZnO) 層、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide ；IZ0)層及氧化鋁鋅(Aluminum Zinc Oxide ；ΑΖ0)層的透明導(dǎo)電氧 化物層。此外，該第二粘著層為一透明導(dǎo)電氧化物層，例如氧化銦錫(ITO)層、氧化鎵鋅 (Gallium Zinc Oxide ；GZ0)層、氧化銦鋅(IZO)層或氧化鋁鋅(AZO)層。該金屬層是由銀 制成。該方法進一步包括以下步驟在一經(jīng)圖案化的第二粘著層上形成一半導(dǎo)體本體層并圖案化該半導(dǎo)體本體層。若該半導(dǎo)體本體層是由蝕刻膏或其它任何一種濕式蝕刻工藝加以圖案化，則首先 在該半導(dǎo)體本體層上形成一保護層，且接著通過該蝕刻膏蝕刻穿過該保護層及該半導(dǎo)體本 體層。該半導(dǎo)體本體層亦可由較低功率的激光切割加以圖案化，以防止損壞該可撓性基板。此外，該半導(dǎo)體本體層為，例如，由非晶硅、多晶硅或微晶硅制成的硅基層。此外，該方法可進一步包括以下步驟在一經(jīng)圖案化的半導(dǎo)體本體層上形成一透明導(dǎo)電氧化物層；及圖案化該透明導(dǎo)電氧化物層以形成透明頂部電極。該透明導(dǎo)電氧化物層可通過蝕刻膏或冷激光切割加以圖案化。因此，根據(jù)本發(fā)明的可撓性基板可有效地防止因為圖案化金屬層的激光束產(chǎn)生的 熱造成的損壞。此外，本發(fā)明可進一步使用蝕刻膏來進一步蝕刻具有一體化光伏模塊的保 護層及透明頂部電極的半導(dǎo)體本體，以防止對可撓性基板的熱損壞。


本發(fā)明的上述實施例及許多伴隨的優(yōu)點將更容易了解，因為這些實施例及優(yōu)點通 過結(jié)合附圖參考以上詳細描述而變得更好理解，在附圖中圖IA至圖IK分別圖示一體化光伏模塊的截面圖，其對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的在可撓 性基板上制造一體化光伏模塊的方法的諸個步驟。主要組件符號說明100可撓性基板110第一金屬氧化物層120金屬層130第二金屬氧化物層140蝕刻膏142 開口150硅基層160第一透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層170蝕刻膏172 開口180第二透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層192 開口
具體實施例方式以下描述為執(zhí)行本發(fā)明的當(dāng)前可預(yù)期的最佳模式。此描述并非在限制意義上進行，而僅是為了描述本發(fā)明 的一般原理。本發(fā)明的范疇?wèi)?yīng)通過參考附加權(quán)利要求書來判定。參看圖IA至圖1K。圖IA至圖IK分別圖示一體化光伏模塊的截面圖，其對應(yīng)于根 據(jù)本發(fā)明的在可撓性基板上制造一體化光伏模塊的方法的諸個步驟。在圖IA中，第一金屬 氧化物層110、金屬層120及第二金屬氧化物層130形成于可撓性基板100上。此外，第一 金屬氧化物層110充當(dāng)?shù)谝徽持鴮?，以將金屬?20粘合于可撓性基板100上。第一金屬 氧化物層110可為透明導(dǎo)電氧化物(transparent conducing oxide ；TC0)層，例如，氧化銦 錫(ITO)層、氧化鋅(ZnO)層、氧化銦鋅(IZO)層或氧化鋁鋅(AZO)層。然而，在不脫離本 發(fā)明的精神及范疇的情況下，第一粘著層可為透明層、不透明層、導(dǎo)電層或絕緣層。金屬層120可由銀或具有良好導(dǎo)電性的任何其它金屬材料制成。第二金屬氧化物 層130亦充當(dāng)?shù)诙持鴮?，以將硅基?50粘合于金屬層120上。此外，第二金屬氧化物 層130亦有導(dǎo)電能力，其可為透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層，例如，氧化銦錫(ITO)層、氧化鎵鋅 (GZO)層、氧化銦鋅(IZO)層或氧化鋁鋅(AZO)層?？蓳闲曰?00可為聚合物基板。詳 言之，聚合物基板可為透明材料，諸如PEN(聚萘二甲酸乙二酯)或PET (聚對苯二甲酸乙二 酯)。或者，聚合物基板可為部分透明材料，諸如聚酰亞胺基板。在圖IB中，蝕刻膏140通過絲網(wǎng)印刷形成于第二金屬氧化物層130上。隨后，在 圖IC中，基板100及薄膜經(jīng)加熱以在其上界定開口 142。值得注意的是，蝕刻膏140可一次 性蝕刻穿過第一金屬氧化物層110、金屬層120及第二金屬氧化物層130?；蛘?，在不脫離 本發(fā)明的精神及范疇的情況下，可通過一種以上蝕刻膏蝕刻第一金屬氧化物層110、金屬層 120及第二金屬氧化物層130。進一步參看圖1D。在圖IE中，在經(jīng)圖案化的第二金屬氧化物層130上形成一硅 基層150，且在其上形成一第一透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層160。第一透明導(dǎo)電氧化物層160 為用于在于圖IF及圖IG中用蝕刻膏170蝕刻硅基層150時保護硅基層150的保護層。在 蝕刻穿過該第一透明導(dǎo)電氧化物層160及該硅基層150之后，在該第一透明導(dǎo)電氧化物層 160及該硅基層150中界定數(shù)個開口 172。因為第一透明導(dǎo)電氧化物層160可有效地保護 硅基層150，所以硅基層150可有效地減小由用以沖洗可撓性基板100上的蝕刻膏的溶劑或 清洗水所造成的損壞。或者，硅基層150可在無第一透明導(dǎo)電氧化物層160的情況下用低 功率激光切割加以圖案化，以防止對可撓性基板100的熱損壞。硅基層150為由非晶硅、多 晶硅或微晶硅制成的半導(dǎo)體本體層。在一實施例中，硅基層150根據(jù)需要亦可為其它薄膜 PV材料，諸如CIGS或CdTe。接著，在圖IH中，一第二透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層180形成于其上。隨后，用所要 蝕刻膏在第二透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層180中界定開口 192，以形成透明頂部電極。或者， 因為第二透明導(dǎo)電氧化物層180遠離可撓性基板100，所以開口 192可用冷激光界定于第二 透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層180中，以根據(jù)需要形成透明頂部電極，該冷激光的波長較佳低于 300 納米(nm)。因此，根據(jù)本發(fā)明的可撓性基板可有效地防止由用以圖案化金屬層的激光束產(chǎn)生 的熱所造成的損壞。此外，本發(fā)明可進一步使用蝕刻膏來進一步蝕刻具有一體化光伏模塊 的保護層及透明頂部電極層的半導(dǎo)體本體，以便防止對可撓性基板的熱損壞。根據(jù)本發(fā)明 的用于蝕刻一體化光伏模塊的薄膜的蝕刻膏可為所需的商用蝕刻膏，諸如由德國MERCK制 造的isishapeTM產(chǎn)品。
如熟悉此項技術(shù) 者所理解的，本發(fā)明的上述較佳實施例是說明本發(fā)明而非限制本 發(fā)明。意欲將各種修改及類似配置包括于附加權(quán)利要求書的精神及范疇內(nèi)，附加權(quán)利要求 書的范疇?wèi)?yīng)符合最寬泛的解釋，以便涵蓋所有這些修改及類似結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種制造一體化光伏模塊的方法，其特征在于，其包含以下步驟提供一可撓性基板；在該可撓性基板上形成一第一粘著層；在該第一粘著層上形成一金屬層；在該金屬層上形成一第二粘著層；及用至少一種蝕刻膏蝕刻穿過該第二粘著層、該金屬層及該第一粘著層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造一體化光伏模塊的方法，其特征在于，該可撓性基板為 一聚酰亞胺基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造一體化光伏模塊的方法，其特征在于，該第一粘著層為 一導(dǎo)電層或一絕緣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造一體化光伏模塊的方法，其特征在于，該第一粘著層為 一不透明層或一透明層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造一體化光伏模塊的方法，其特征在于，該第一粘著層及 該第二粘著層中的至少一者為一透明導(dǎo)電氧化物層，該透明導(dǎo)電氧化物層是選自一氧化銦 錫層、一氧化鋅層、一氧化銦鋅層及一氧化鋁鋅層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造一體化光伏模塊的方法，其特征在于，該金屬層是由銀 制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造一體化光伏模塊的方法，其特征在于，其進一步包含以 下步驟在一經(jīng)圖案化的第二粘著層上形成一半導(dǎo)體本體層，其中該半導(dǎo)體本體層為由非晶 硅、多晶硅或微晶硅制成的一硅基層；及圖案化該半導(dǎo)體本體層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造一體化光伏模塊的方法，其特征在于，其進一步包含以 下步驟在該半導(dǎo)體本體層上形成一保護層；及通過一種蝕刻膏蝕刻穿過該保護層及該半導(dǎo)體本體層，以圖案化該半導(dǎo)體本體層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造一體化光伏模塊的方法，其特征在于，該半導(dǎo)體本體層 是通過一低功率激光切割加以圖案化。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造一體化光伏模塊的方法，其特征在于，其進一步包含以 下步驟在一經(jīng)圖案化的半導(dǎo)體本體層上形成一透明導(dǎo)電氧化物層；及圖案化該透明導(dǎo)電氧化物層以形成透明頂部電極，其中該透明導(dǎo)電氧化物層是通過蝕 刻膏或冷激光切割加以圖案化。
全文摘要
本發(fā)明描述一種制造一體化光伏模塊的方法。該方法包括以下步驟。首先，提供一可撓性基板，并在其上形成一第一粘著層、一金屬層及一第二粘著層。用至少一種蝕刻膏，蝕刻該第二粘著層、該金屬層及該第一粘著層。此外，通過蝕刻膏或冷激光切割，在其上形成一經(jīng)圖案化的半導(dǎo)體本體層。此外，通過蝕刻膏或冷激光切割，在該經(jīng)圖案化的半導(dǎo)體本體層上形成圖案化的透明頂部電極。
文檔編號H01L31/18GK102097536SQ20101058504
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者江獲先, 王秋富 申請人:杜邦太陽能有限公司