專利名稱：太陽(yáng)能電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及太陽(yáng)能電池及其制造方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)，隨著能量消耗的增長(zhǎng)，已研制能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能電池。具體地，已廣泛應(yīng)用CIGS太陽(yáng)能電池，所述CIGS太陽(yáng)能電池是具有包括玻璃襯底的襯底結(jié)構(gòu)、金屬后電極層、P型CIGS光吸收層、高電阻緩沖層以及N型窗口層的PN異質(zhì)
結(jié)裝置。此外，為了制造這種太陽(yáng)能電池，可以進(jìn)行機(jī)械圖案化過(guò)程。然而，如果進(jìn)行機(jī)械圖案化，精確度可能會(huì)降低并且在圖案化過(guò)程期間會(huì)產(chǎn)生缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本公開(kāi)提供一種太陽(yáng)能電池及其制造方法，其中，電池可以通過(guò)精確的圖案化有效地彼此連接，光吸收層可以具有寬的表面面積，并且可以提高太陽(yáng)能電池的效率。本公開(kāi)提供一種太陽(yáng)能電池及其制造方法，其中，可以增強(qiáng)襯底和后電極之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度和最小化漏電流。技術(shù)方案根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池包括在襯底上的多個(gè)后電極圖案，所述多個(gè)后電極圖案彼此分開(kāi)；光吸收層，所述光吸收層包括在形成有所述后電極圖案的襯底上使電極彼此連接的接觸圖案和將電池分隔為單體電池(unit cell)的分隔圖案；上電極圖案，所述上電極圖案通過(guò)在所述光吸收層上的所述分隔圖案彼此分開(kāi)；以及絕緣圖案，所述絕緣圖案在所述后電極圖案之間或在所述后電極圖案上，其中，所述上電極圖案填充在所述接觸圖案中并且與所述后電極圖案電連接。根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池的制造方法包括在襯底上形成彼此分開(kāi)的多個(gè)后電極圖案并且在所述后電極圖案之間或在所述后電極圖案上形成絕緣圖案；形成光吸收層，所述光吸收層包括在形成有所述后電極圖案的襯底上使電極彼此連接的接觸圖案和將電池分隔為單體電池的分隔圖案；以及在所述光吸收層上形成被所述分隔圖案彼此分開(kāi)的上電極圖案，其中，所述上電極圖案填充在所述接觸圖案中并且與所述后電極圖案電連接。有益效果根據(jù)第一和第二實(shí)施例的太陽(yáng)能電池及其制造方法，第一絕緣圖案形成在后電極圖案上，因此可以防止較低的后電極圖案被損壞。此外，在形成分隔圖案后，由于后電極圖案不會(huì)因第一絕緣圖案而暴露于外部，因此可以防止后電極圖案被氧化，并且可以防止雜質(zhì)。此外，由于通過(guò)激光分割電池，因此可以減小相鄰電池之間的距離，可以簡(jiǎn)化過(guò)程，并且可以擴(kuò)寬光入射區(qū)域的面積。
此外，可以減少由機(jī)械壓力導(dǎo)致的損壞，從而可以提高太陽(yáng)能電池的效率。根據(jù)第三實(shí)施例的太陽(yáng)能電池及其制造方法，第二絕緣圖案形成在后電極圖案之間，從而可以增強(qiáng)后電極圖案和第二絕緣圖案之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。就是說(shuō)，由于可以增強(qiáng)后電極圖案和第二絕緣圖案之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，因此可以防止后電極圖案從襯底脫落。當(dāng)利用激光進(jìn)行圖案化過(guò)程以形成后電極圖案時(shí)，后電極圖案的邊緣區(qū)域可能脫落或剝離。然而，根據(jù)本實(shí)施例，可以在不使用激光的情況下形成后電極圖案，因此可以防止后電極圖案因激光圖案化而變形。此外，由于后電極圖案不會(huì)脫落，因此可以穩(wěn)定地形成光吸收層，從而可以提高太陽(yáng)能電池的質(zhì)量和效率。此外，由于第二絕緣圖案形成在后電極圖案之間，因此可以防止在后電極圖案之間產(chǎn)生漏電流。


圖1至圖10是示出根據(jù)第一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池的制造方法的剖視圖；圖11至圖14是示出根據(jù)第二實(shí)施例的太陽(yáng)能電池的制造方法的剖視圖；圖15至圖23是示出根據(jù)第三實(shí)施例的太陽(yáng)能電池的制造方法的剖視圖。
具體實(shí)施例方式在實(shí)施例的描述中，應(yīng)該理解，當(dāng)襯底、膜、電極、凹槽或?qū)颖槐硎鰹樵谄渌r底、 其它膜、其它電極、其它凹槽或其它層“上”或“下”時(shí)，可以“直接地”或“間接地”在所述襯底、膜、電極、凹槽或?qū)又?，或者可以存在一個(gè)或多個(gè)中間層。參考附圖描述所述層這種位置。為了方便和清楚，可以夸大、省略或示意性地描繪附圖中每層的厚度和大小。此外，部件的大小不完全反映真實(shí)大小。圖1至圖10是示出根據(jù)第一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池的制造方法的剖視圖。如圖1所示，后電極201形成在襯底100上。襯底100包括玻璃襯底、諸如氧化鋁襯底的陶瓷襯底、不銹鋼襯底、鈦襯底或聚合物襯底。玻璃襯底可以包括鈉鈣玻璃，聚合物襯底可以包括聚酰亞胺。襯底100可以具有剛性或撓性。后電極201可以包括諸如金屬的導(dǎo)體。例如，后電極201可以利用鉬(Mo)靶通過(guò)濺射過(guò)程形成。鉬(Mo)具有高導(dǎo)電性、對(duì)光吸收層的優(yōu)異的歐姆接觸特性以及在％氣氛下的高溫穩(wěn)定性。此外，雖然未在圖中示出，但是后電極201可以由至少一層構(gòu)成。如果后電極201包括多層，則這些層可以由不同材料形成。此外，如圖2所示，多個(gè)第一絕緣圖案10形成在后電極201上。為了形成第一絕緣圖案10，在后電極201上形成絕緣層并且對(duì)絕緣層進(jìn)行圖案化處理。絕緣層可以通過(guò)濺射過(guò)程、熱沉積過(guò)程、噴射過(guò)程和旋涂過(guò)程中的一種形成。
形成第一絕緣圖案10的圖案化過(guò)程包括諸如濕蝕刻過(guò)程和干蝕刻過(guò)程的光刻過(guò)程。第一絕緣圖案10可以包括不與后電極201和稍后形成的光吸收層反應(yīng)的絕緣材料或聚合物化合物。例如，第一絕緣圖案10可以包括SiOx(x = 2至4)，SiNx(x = 4)，PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，polymethyl methacrylate)、聚酰亞胺、聚丙烯中的一種。第一絕緣圖案10位于電池之間，以使電池彼此分隔。就是說(shuō)，考慮到稍后將形成的光吸收層和上電極的位置，每個(gè)絕緣圖案10位于兩個(gè)相鄰的電池之間。然后，如圖3所示，對(duì)后電極201進(jìn)行圖案化過(guò)程，以形成后電極圖案200。對(duì)齊后電極圖案200，使得襯底100可以通過(guò)第一絕緣圖案10露出。另外，后電極圖案200可以對(duì)齊為與電池對(duì)應(yīng)的條狀或矩陣形狀。然而，后電極圖案200的形狀不限于上述形狀，而是可以具有各種形狀。其后，如圖4所示，光吸收層300、第一緩沖層400和第二緩沖層500形成在后電極 201 上。光吸收層300可以包括Ib-IIIb-VIb族化合物。詳細(xì)地說(shuō)，光吸收層300可以包括Cu-In-Ga-k(Cu(In，Ga) Se2, CIGS)化合物?；蛘撸馕諏?00可以包括Cu-Inle (Cdr^e2，CIS)化合物或 Cu-Ga-Se (CuGaSe2, CGS)化合物。例如，通過(guò)利用Cu靶、h靶或( 靶在后電極201上形成CIG金屬前體 (precursor)層，以便形成光吸收層300。在硒(Se)化過(guò)程中金屬前體層與％發(fā)生反應(yīng)，以形成CIGS光吸收層300。另外，在進(jìn)行金屬前體形成過(guò)程和硒化過(guò)程時(shí)，包含在襯底100中的堿組分通過(guò)后電極圖案200擴(kuò)散到所述金屬前體層和光吸收層300中。堿組分可以增加光吸收層300的顆粒尺寸和改善晶體特性。光吸收層300接收入射光并將所述入射光轉(zhuǎn)換為電能。光吸收層300通過(guò)光電效應(yīng)產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)。可以通過(guò)在光吸收層300上沉積CdS來(lái)形成第一緩沖層400。第一緩沖層400是N型半導(dǎo)體層，光吸收層300是P型半導(dǎo)體層。因此，光吸收層 300和第一緩沖層400可以形成PN結(jié)。此外，第二緩沖層500可以制備為包括ΙΤ0、Ζη0和i_ZnO中的一種的透明電極層。第一緩沖層400和第二緩沖層500放置在光吸收層和稍后形成的上電極之間。由于光吸收層300和上電極之間的晶格常數(shù)和能帶隙的巨大差異，因此如果在光吸收層300和上電極之間插置具有適中的帶隙的第一緩沖層400和第二緩沖層500，則可以得到良好的結(jié)。根據(jù)本實(shí)施例，在光吸收層300上形成兩個(gè)緩沖層。然而，該實(shí)施例不限于此。例如，可以在光吸收層300上僅形成一個(gè)緩沖層。接著，如圖5所示，穿過(guò)光吸收層300、第一緩沖層400和第二緩沖層500形成接觸圖案310。
接觸圖案310可以通過(guò)激光照射形成，并且后電極圖案200通過(guò)該接觸圖案310
局部露出。此時(shí)，輻射到第二緩沖層500上的激光束具有與輻射到光吸收層300和第一緩沖層400上的激光束不同的波長(zhǎng)。此外，可以通過(guò)透鏡調(diào)節(jié)激光束的強(qiáng)度。由于第二緩沖層500具有高能帶隙，因此，對(duì)第二緩沖層500使用具有相對(duì)高的輸出功率的激光束。此外，由于第一緩沖層400和光吸收層300具有低能帶隙，因此對(duì)第一緩沖層400和光吸收層300使用具有相對(duì)低的輸出功率的激光束，以形成接觸圖案310。接著，如圖6所示，透明導(dǎo)電材料沉積在第二緩沖層500上，以形成上電極和連接線 700。當(dāng)透明導(dǎo)電材料沉積在第二緩沖層500上時(shí)，透明導(dǎo)電材料填充到接觸圖案310 中，以形成連接線700。后電極圖案200和上電極600通過(guò)連接線700電連接。為了形成上電極600，利用摻雜有鋁的ZnO或摻雜有氧化鋁的ZnO對(duì)第二緩沖層 500進(jìn)行濺射過(guò)程。上電極600是與光吸收層300形成PN結(jié)的窗口層。由于上電極600用作太陽(yáng)能電池的透明電極，因而上電極600由具有高透光率和良好導(dǎo)電率的ZnO形成。此外，ZnO摻雜有鋁或氧化鋁，從而使得上電極600具有低電阻值。為了形成上電極600，通過(guò)使用ZnO靶的RF濺射過(guò)程、利用Si靶的反應(yīng)濺射法或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法沉積ZnO層。此外，通過(guò)將具有良好光電特性的ITO(氧化銦錫)層沉積到ZnO層上，可以形成
雙層結(jié)構(gòu)。接著，如圖7所示，分隔圖案320穿過(guò)光吸收層300、第一緩沖層400和第二緩沖層 500形成?？梢酝ㄟ^(guò)激光照射形成分隔圖案320，從而使得第一絕緣圖案10的上表面可以通過(guò)分隔圖案320露出。用于形成分隔圖案320的激光束具有約為532nm至1064nm的波長(zhǎng)和約為5W至 20W的功率。第一緩沖層400、第二緩沖層500和上電極600通過(guò)分隔圖案320彼此分開(kāi)。此外，電池Cl和C2通過(guò)第一絕緣圖案10和分隔圖案320彼此分開(kāi)。由于第一絕緣圖案10形成在后電極圖案200上，因此，當(dāng)進(jìn)行激光圖案化過(guò)程時(shí)， 可以防止較低的后電極圖案200被損壞。此外，在形成分隔圖案320后，由于后電極圖案200不會(huì)因第一絕緣圖案10而暴露于外部，因此可以防止后電極圖案200被氧化，并且可以防止雜質(zhì)。當(dāng)形成分隔圖案320時(shí)，進(jìn)行過(guò)蝕刻以使相鄰的電池彼此電隔離，從而可以部分移除第一絕緣圖案10。然而，可以不完全移除第一絕緣圖案10并且后電極圖案200可以不露出。根據(jù)本實(shí)施例，分隔圖案320的寬度等于第一絕緣圖案10的寬度，但是本實(shí)施例不限于此。例如，分隔圖案320的寬度可以小于第一絕緣圖案10的寬度。就是說(shuō)，如圖8所示，分隔圖案320具有足夠使電池Cl和C2彼此分隔的寬度，并且第一絕緣圖案10的寬度可以大于分隔圖案320的寬度。此外，如圖9所示，分隔圖案320的寬度可以大于第一絕緣圖案10的寬度。通過(guò)分隔圖案320，第一緩沖層400、第二緩沖層500和光吸收層300可以對(duì)齊為條狀或矩陣形狀。然而，分隔圖案320可以不限于上述形狀，而是可以具有各種形狀。包括后電極圖案200、光吸收層300、第一緩沖層400、第二緩沖層500和上電極 600的電池Cl和C2通過(guò)分隔圖案320形成。電池Cl可以通過(guò)連接線700與電池C2連接。 就是說(shuō)，連接線700將第二電池C2的后電極圖案200與鄰近第二電池C2的第一電池Cl的上電極600電連接。之后，如圖10所示，透明樹(shù)脂800和上襯底900形成在上電極600上。透明樹(shù)脂800 可以利用 EVA (ethylene vinyl acetate copolymer,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)通過(guò)進(jìn)行熱過(guò)程(thermal process)形成，并且上襯底900可以利用半鋼化玻璃形成。透明樹(shù)脂800填充到分隔圖案320中，從而可以在分隔圖案320上可以形成第一絕緣圖案10和透明樹(shù)脂800的堆疊結(jié)構(gòu)。圖11至圖14是示出根據(jù)第二實(shí)施例的太陽(yáng)能電池的制造方法的剖視圖。在第二實(shí)施例的以下描述中，為了避免冗長(zhǎng)，將使用相同的附圖標(biāo)記描述與第一實(shí)施例相同的部件和結(jié)構(gòu)，并且省略對(duì)其的詳細(xì)描述。如圖11所示，后電極201形成在襯底100上。襯底100包括玻璃襯底、諸如氧化鋁襯底的陶瓷襯底、不銹鋼襯底、鈦襯底或聚合物襯底。后電極201可以包括諸如金屬的導(dǎo)體。盡管在附圖中未示出，但是后電極201可以包括至少一層。此外，如圖12所示，對(duì)后電極201進(jìn)行圖案化過(guò)程，以形成后電極圖案200。后電極圖案200可以露出襯底100。后電極圖案200可以對(duì)齊為與電池對(duì)應(yīng)的條狀或矩陣形狀。接著，參照?qǐng)D13，絕緣層5形成在具有后電極圖案200的襯底100上。
絕緣層5可以通過(guò)濺射過(guò)程、熱沉積過(guò)程、噴射過(guò)程和旋涂過(guò)程中的一個(gè)形成。絕緣層5可以包括不與后電極201和稍后形成的光吸收層反應(yīng)的絕緣材料或聚合物化合物。例如，絕緣層5可以包括SiOx (χ = 2至4)，SiNx (x = 4), PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、聚酰亞胺、聚丙烯中的一種。其后，如圖14所示，多個(gè)第一絕緣圖案10形成在后電極圖案200上。第一絕緣圖案10可以通過(guò)對(duì)形成在后電極圖案200上的絕緣層5進(jìn)行諸如濕蝕刻過(guò)程和干蝕刻過(guò)程的光刻過(guò)程來(lái)形成。第一絕緣圖案10可以位于電池之間，以使電池彼此分隔。就是說(shuō)，考慮到稍后將形成的光吸收層和上電極的位置，每個(gè)絕緣圖案10位于兩個(gè)相鄰的電池之間。在第一絕緣圖案10上形成光吸收層300和上電極600的過(guò)程與圖4至圖10所示的過(guò)程相同，因此為了避免冗長(zhǎng)，省略詳細(xì)描述。
根據(jù)第一和第二實(shí)施例的太陽(yáng)能電池及其制造方法，第一絕緣圖案形成在后電極圖案上，從而當(dāng)進(jìn)行激光圖案化過(guò)程以分隔電池時(shí)，可以防止較低的后電極圖案被損壞。此外，在分隔圖案形成后，后電極圖案因第一絕緣圖案而不會(huì)暴露于外部，從而可以防止后電極圖案被氧化并且可以防止雜質(zhì)。此外，由于通過(guò)激光分割電池，因此可以減小相鄰電池間的距離，可以簡(jiǎn)化過(guò)程， 并且可以擴(kuò)寬光入射區(qū)域的面積。此外，可以減少由機(jī)械壓力導(dǎo)致的損壞，從而可以提高太陽(yáng)能電池的效率。圖15至圖22是示出根據(jù)第三實(shí)施例的太陽(yáng)能電池的制造方法的剖視圖。如圖15所示，第二絕緣圖案110形成在襯底100上。襯底100包括玻璃襯底、諸如氧化鋁襯底的陶瓷襯底、不銹鋼襯底、鈦襯底或聚合物襯底。玻璃襯底可以包括鈉鈣玻璃。襯底100可以是剛性的或撓性的。為了形成第二絕緣圖案110，在襯底100上形成絕緣層(未示出)，并且對(duì)該絕緣層進(jìn)行圖案化處理。襯底100可以通過(guò)第二絕緣圖案110露出。絕緣層可以利用光刻膠形成。詳細(xì)地，對(duì)該光刻膠進(jìn)行光刻處理，以形成第二絕緣圖案110。第二絕緣圖案110可以通過(guò)各種方法形成。例如，光刻膠或絕緣材料可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷法、噴墨印刷法或凹版印刷法形成在襯底100上。此外，可以對(duì)襯底100直接進(jìn)行光刻過(guò)程，以局部去除襯底100，由此形成第二絕緣圖案110。第二絕緣圖案110利用與襯底100的材料相同的材料形成。詳細(xì)地，第二絕緣圖案110可以包括光刻膠或絕緣材料?？紤]后電極圖案的位置，第二絕緣圖案110在后電極圖案中對(duì)齊。接著，如圖16所示，后電極層201形成在具有第二絕緣圖案110的襯底100上。后電極層201可以包括諸如金屬的導(dǎo)體。例如，后電極層201可以利用鉬(Mo)靶通過(guò)濺射過(guò)程形成。鉬(Mo)具有高導(dǎo)電性、對(duì)光吸收層的優(yōu)異的歐姆接觸特性以及在％氣氛下的高溫穩(wěn)定性。此外，盡管在附圖中未示出，但是后電極層201可以包括至少一層。如果后電極層201包括多層，則這些層可以由不同材料形成。之后，如圖17所示，后電極圖案200形成在襯底100上第二絕緣圖案110之間。后電極圖案200可以通過(guò)部分移除后電極層201從而可以露出第二絕緣圖案110 而形成。此時(shí)，后電極層201可以通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP，chemical mechanical polishing)過(guò)程、濕蝕刻過(guò)程、干蝕刻過(guò)程和噴砂過(guò)程中的一種而被部分去除。第二絕緣圖案110的高度與后電極圖案200的高度相等。就是說(shuō)，第二絕緣圖案110的上表面與后電極圖案200的上表面在同一平面上。然而，第二絕緣圖案110的高度和后電極圖案200的高度不限于以上情況。例如， 后電極圖案200的高度可以低于第二絕緣圖案110的高度。
詳細(xì)地，當(dāng)后電極層201被部分移除以露出第二絕緣圖案110時(shí)，后電極層201被過(guò)蝕刻，從而使得后電極圖案200的高度低于第二絕緣圖案110的高度。由于第二絕緣圖案110在后電極圖案200中對(duì)齊，因此可以增強(qiáng)后電極圖案200 和第二絕緣圖案110之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。就是說(shuō)，由于可以增強(qiáng)后電極圖案200和第二絕緣圖案110之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，可以防止后電極圖案200從襯底100脫落。此外，第二絕緣層110的寬度可以小于后電極圖案200的寬度。此外，后電極圖案200可以對(duì)齊為與電池相對(duì)應(yīng)的條狀或矩陣形狀。然而，后電極圖案200不限于上述形狀，而是可以具有各種形狀。此外，在形成第二絕緣圖案110之后，后電極圖案200形成在第二絕緣圖案110之間，從而可以不必對(duì)后電極圖案200進(jìn)行額外的圖案化過(guò)程。當(dāng)利用激光進(jìn)行圖案化過(guò)程以形成后電極圖案200時(shí)，后電極圖案的邊緣區(qū)域可能脫落或剝離。然而，根據(jù)本實(shí)施例，可以在不使用激光的情況下形成后電極圖案，因此可以防止后電極圖案200因激光圖案化而變形。由于后電極圖案200不脫落，因此可以在隨后的過(guò)程中穩(wěn)定形成光吸收層，從而可以提高太陽(yáng)能電池的質(zhì)量和效率。此外，盡管在附圖中未示出，但是可以在形成后電極圖案200之后去除第二絕緣圖案110。在襯底100上形成后電極圖案200的方法可以不限于以上方法。例如，如圖18所示，襯底100被部分去除以形成從襯底100延伸出的第二絕緣圖案110，并且后電極圖案200形成在第二絕緣圖案110之間。此時(shí)，第二絕緣圖案110和襯底100用相同的材料形成。之后，如圖19所示，光吸收層300、第一緩沖層400和第二緩沖層500形成在具有后電極圖案200和第二絕緣圖案110的襯底100上。光吸收層300包括Ib-IIIb-VIb族化合物。詳細(xì)地，光吸收層300可以包括Cu-In-Gale (Cu (In，Ga) Se2, CIGS)化合物?；蛘撸馕諏?00可以包括Cu-Inle (Cdr^e2，CIS)化合物或 Cu-Ga-Se (CuGaSe2, CGS)化合物。例如，通過(guò)利用Cu靶、h靶或( 靶在后電極201上形成CIG金屬前體層，以便形成光吸收層300。在硒(Se)化過(guò)程中金屬前體層與％發(fā)生反應(yīng)，以形成CIGS光吸收層300。另外，在進(jìn)行金屬前體層形成過(guò)程和硒化過(guò)程時(shí)，包含在襯底100中的堿組分通過(guò)后電極圖案200擴(kuò)散到所述金屬前體層和光吸收層300中。堿組分可以增加光吸收層300的顆粒尺寸和改善晶體特性。光吸收層300接收入射光并將所述入射光轉(zhuǎn)換為電能。光吸收層300通過(guò)光電效應(yīng)產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)。此時(shí)，由于第二絕緣圖案110形成在后電極圖案200之間，因此可以防止在后電極圖案200中產(chǎn)生漏電流。可以通過(guò)在光吸收層300上沉積CdS來(lái)形成第一緩沖層400。
第一緩沖層400是N型半導(dǎo)體層，光吸收層300是P型半導(dǎo)體層。因此，光吸收層 300和第一緩沖層400可以形成PN結(jié)。此外，第二緩沖層500可以利用ZnO靶通過(guò)濺射過(guò)程形成。第一緩沖層400和第二緩沖層500放置在光吸收層300和稍后形成的上電極之間。由于光吸收層300和上電極之間的晶格常數(shù)和能帶隙的巨大差異，因此如果在光吸收層和上電極之間插置具有適中的帶隙的第一緩沖層400和第二緩沖層500，則可以得到良好的結(jié)。接著，如圖20所示，穿過(guò)光吸收層300、第一緩沖層400和第二緩沖層500形成接觸圖案310。接觸圖案310可以通過(guò)機(jī)械圖案化或激光照射形成。后電極圖案200通過(guò)該接觸圖案310局部露出。之后，如圖21所示，通過(guò)將透明導(dǎo)電材料沉積在第二緩沖層500上而形成上電極和連接線700。當(dāng)透明導(dǎo)電材料沉積在第二緩沖層500上時(shí)，透明導(dǎo)電材料填充到接觸圖案310 中，以形成連接線700。后電極圖案200通過(guò)連接線700與上電極600電連接。為了形成上電極600，利用摻雜有鋁的ZnO或摻雜有氧化鋁的ZnO對(duì)第二緩沖層 500進(jìn)行濺射過(guò)程。上電極600是與光吸收層300形成PN結(jié)的窗口層。由于上電極600用作太陽(yáng)能電池的透明電極，因而上電極600由具有高透光率和良好導(dǎo)電率的ZnO形成。此外，ZnO摻雜有鋁或氧化鋁，從而使得上電極600具有低電阻值。為了形成上電極600，通過(guò)使用ZnO靶的RF濺射過(guò)程、利用Si靶的反應(yīng)濺射法或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法沉積ZnO層。此外，通過(guò)將具有良好光電特性的ITO(氧化銦錫)層沉積到ZnO層上，可以形成
雙層結(jié)構(gòu)。接著，如圖22所示，分隔圖案320穿過(guò)光吸收層300、第一緩沖層400和第二緩沖層500形成。就是說(shuō)，分隔圖案320可以穿過(guò)上電極600、光吸收層300、第一緩沖層400和第二緩沖層500形成。此外，可以通過(guò)機(jī)械圖案化或激光照射形成分隔圖案320。后電極圖案200通過(guò)分隔圖案320局部露出。第一緩沖層400、第二緩沖層500和上電極600通過(guò)分隔圖案320彼此分開(kāi)。此外，電池Cl和C2通過(guò)分隔圖案320彼此分開(kāi)。第一緩沖層400、第二緩沖層500和光吸收層300通過(guò)分隔圖案320對(duì)齊為條狀或矩陣形狀。分隔圖案320可以不限于上述形狀，而是可以具有各種形狀。包括后電極圖案200、光吸收層300、第一緩沖層400、第二緩沖層500和上電極 600的電池Cl和C2通過(guò)分隔圖案320形成。電池Cl可以通過(guò)連接線700與電池C2連接。就是說(shuō)，連接線700將第二電池C2的后電極圖案200與鄰近第二電池C2的第一電池Cl的上電極600電連接。之后，如圖23所示，透明樹(shù)脂800和上襯底900形成在上電極600上。透明樹(shù)脂800可以利用EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)通過(guò)進(jìn)行熱過(guò)程形成，并且上襯底900可以利用半鋼化玻璃形成。如上所述，根據(jù)第三實(shí)施例的太陽(yáng)能電池及其制造方法，第二絕緣圖案形成在后電極圖案之間，從而可以增強(qiáng)后電極圖案和第二絕緣圖案之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。就是說(shuō)，由于可以增強(qiáng)后電極圖案和第二絕緣圖案之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，因此可以防止后電極圖案從襯底脫落。當(dāng)利用激光進(jìn)行圖案化過(guò)程以形成后電極圖案時(shí)，后電極圖案的邊緣區(qū)域可能脫落或剝離。然而，根據(jù)本實(shí)施例，可以在不使用激光的情況下形成后電極圖案，因此可以防止后電極圖案因激光圖案化而變形。此外，由于后電極圖案200不脫落，因此可以穩(wěn)定地形成光吸收層，從而可以提高太陽(yáng)能電池的質(zhì)量和效率。此外，由于第二絕緣圖案形成在后電極圖案之間，因此可以防止在后電極圖案之間產(chǎn)生漏電流。
1權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池，包括在襯底上的多個(gè)后電極圖案，所述多個(gè)后電極圖案彼此分開(kāi)； 光吸收層，所述光吸收層包括在形成有所述后電極圖案的襯底上使電極彼此連接的接觸圖案和將電池分隔為單體電池的分隔圖案；上電極圖案，所述上電極圖案通過(guò)在所述光吸收層上的所述分隔圖案彼此分開(kāi)；以及絕緣圖案，所述絕緣圖案在所述后電極圖案之間或在所述后電極圖案上， 其中，所述上電極圖案填充在所述接觸圖案中并且與所述后電極圖案電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述絕緣圖案設(shè)置在形成在所述光吸收層的所述分隔圖案中的所述后電極圖案上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述絕緣圖案包括SiOx(x= 2至4)、 SiNx(x = 4)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚酰亞胺、聚丙烯中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述絕緣圖案的高度低于所述光吸收層的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述分隔圖案的寬度等于、小于或大于所述絕緣圖案的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述絕緣圖案在所述襯底上的所述后電極圖案之間對(duì)齊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述后電極圖案的高度等于或低于所述絕緣圖案的高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述絕緣圖案和所述襯底由相同的材料形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述絕緣圖案包括光刻膠或絕緣材料。
10.一種太陽(yáng)能電池的制造方法，所述方法包括在襯底上形成彼此分開(kāi)的多個(gè)后電極圖案并且在所述后電極圖案之間或在所述后電極圖案上形成絕緣圖案；形成光吸收層，所述光吸收層包括在形成有所述后電極圖案的襯底上使電極彼此連接的接觸圖案和將電池分隔為單體電池的分隔圖案；以及在所述光吸收層上形成被所述分隔圖案彼此分開(kāi)的上電極圖案， 其中，所述上電極圖案填充在所述接觸圖案中并且與所述后電極圖案電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述絕緣圖案沉積在形成在所述光吸收層的所述分隔圖案中的所述后電極圖案上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在所述襯底上形成所述后電極圖案和所述絕緣圖案的步驟包括在所述襯底上形成后電極； 在所述后電極上形成絕緣層；通過(guò)圖案化所述絕緣層，在所述后電極上形成所述絕緣圖案；以及通過(guò)圖案化形成有所述絕緣圖案的所述后電極來(lái)形成所述后電極圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在所述襯底上形成所述后電極圖案和所述絕緣圖案的步驟包括在所述襯底上形成后電極；通過(guò)圖案化所述后電極形成所述后電極圖案；在所述后電極圖案上形成絕緣層；以及通過(guò)圖案化所述絕緣層在所述后電極圖案上形成所述絕緣圖案。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述分隔圖案通過(guò)激光照射形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，用于形成所述分隔圖案的激光束具有約532nm 至約1064nm的波長(zhǎng)和約5W至約20W的功率。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述絕緣圖案包括SiOx(x= 2至4)、SiNxU =4)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚酰亞胺、聚丙烯中的一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述絕緣圖案的高度低于所述光吸收層的高度。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述分隔圖案的寬度等于或小于所述絕緣圖案的寬度。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述絕緣圖案在所述襯底上的所述后電極圖案之間對(duì)齊。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，在所述襯底上形成所述后電極圖案和所述絕緣圖案的步驟包括在所述襯底上形成所述絕緣圖案；在具有所述絕緣圖案的所述襯底上形成后電極；以及通過(guò)部分去除所述后電極層從而露出所述絕緣圖案，在所述后電極圖案中對(duì)齊所述絕緣圖案。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括在形成所述后電極圖案之后去除所述絕緣圖案。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，在所述襯底上形成所述絕緣圖案的步驟包括 在所述襯底上形成光刻膠；以及通過(guò)光刻過(guò)程圖案化所述光刻膠來(lái)形成所述絕緣圖案。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，在所述襯底上形成所述絕緣圖案的步驟包括 制備所述襯底；以及通過(guò)絲網(wǎng)印刷法、噴墨印刷法和凹版印刷法中的一種在所述襯底上形成所述絕緣圖案。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，在所述襯底上形成所述絕緣圖案的步驟包括 制備所述襯底；以及通過(guò)光刻過(guò)程圖案化所述襯底來(lái)形成所述絕緣圖案。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述后電極圖案的高度等于或低于所述絕緣圖案的高度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種太陽(yáng)能電池，根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池包括多個(gè)后電極圖案，所述多個(gè)后電極圖案在襯底上彼此分開(kāi)；光吸收層，所述光吸收層包括在形成有所述后電極圖案的襯底上使電極彼此連接的接觸圖案和將電池分隔為單體電池的分隔圖案；上電極圖案，所述上電極圖案通過(guò)在所述光吸收層上的所述分隔圖案彼此分開(kāi)；以及絕緣圖案，所述絕緣圖案在所述后電極圖案之間或在所述后電極圖案上。所述上電極圖案填充在所述接觸圖案中并且與所述后電極圖案電連接。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102449778SQ201080023778
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者曺豪健, 李東根, 白程植, 金敬巖 申請(qǐng)人:Lg伊諾特有限公司