專利名稱：太陽(yáng)能電池模塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池模塊及其制造方法，更具體地，涉及由層疊了光電元件的 串疊(tandem)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池串聯(lián)連接而構(gòu)成的太陽(yáng)能電池模塊及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往的一般太陽(yáng)能電池為單一接合型，因此，為了生產(chǎn)大量的電力而需要大面積 的太陽(yáng)能電池。但是，這種面積增加對(duì)設(shè)置場(chǎng)所等帶來(lái)限制且導(dǎo)致費(fèi)用的上升。另外，在單一接合型太陽(yáng)能電池中，即使是光電轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)秀的太陽(yáng)能電池的 情況下，也不過(guò)是20%左右，大部分的光直接透過(guò)或反射而消失。為了克服如上所述的問(wèn)題，提出了層疊光電元件的雙重接合型串疊結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能 電池。上述串疊結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池可以在相同的基板面積上生產(chǎn)更多量的電，因此與以往 的單一接合型太陽(yáng)能電池相比具有能夠得到更高的光電轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)點(diǎn)。例如，&iitoh等使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition =PECVD)制造了 p_i_n 型非晶硅(amorphousSi :a_Si)/ 微晶硅 (microcrystalline Si μ c-Si)串疊結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池，此時(shí)Icm2面積上的初始化轉(zhuǎn)換效 率為9. 4 %，穩(wěn)定后的轉(zhuǎn)換效率為8.5%。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題但是，Mitoh等開(kāi)發(fā)的串疊結(jié)構(gòu)的硅太陽(yáng)能電池在利用PECVD來(lái)形成微晶硅的情 況下，存在根據(jù)壓力和溫度的工藝條件有可能產(chǎn)生基板的彎曲或者工序時(shí)間變長(zhǎng)的問(wèn)題。另外，串疊結(jié)構(gòu)是多層薄膜被層疊的結(jié)構(gòu)，因此，由于在多個(gè)層間發(fā)生的反射、折 射等會(huì)導(dǎo)致越是在下部層、光的強(qiáng)度減少得越大，因此存在光電轉(zhuǎn)換效率下降的限制。另夕卜，以往，在連接多個(gè)太陽(yáng)能電池制造太陽(yáng)能電池模塊時(shí)，需要隔離 (isolation)各太陽(yáng)能電池之間等追加工序，因此存在太陽(yáng)電池模塊的制造工序復(fù)雜且制 造單價(jià)上升的問(wèn)題。另外，在使用玻璃作為太陽(yáng)能電池的基板的情況下，如果因高溫工序而發(fā)生基板 的彎曲，則在串聯(lián)連接太陽(yáng)能電池制作太陽(yáng)能電池模塊時(shí)，存在連接狀態(tài)不穩(wěn)定、或者甚至 太陽(yáng)能電池之間發(fā)生短路的問(wèn)題。技術(shù)方案因此，本發(fā)明是為了解決如上所述的以往技術(shù)的各種問(wèn)題而做出的，其目的在于 提供一種太陽(yáng)能電池模塊及其制造方法，其具備串疊結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池，通過(guò)使層疊的各 光電元件接收不同波長(zhǎng)的光，能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率。另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種太陽(yáng)能電池模塊及其制造方法，其具備串 疊結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池，通過(guò)采用高品質(zhì)的多晶硅能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率。另外，本發(fā)明的又一目的在于提供一種太陽(yáng)能電池模塊及其制造方法，具備串疊結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池，因不需要太陽(yáng)能電池之間的隔離工序，因此制造工序簡(jiǎn)單且制造單價(jià) 低廉。另外，本發(fā)明的再一目的在于提供一種太陽(yáng)能電池模塊及其制造方法，具備串疊 結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池，通過(guò)由既是導(dǎo)電材質(zhì)、又是剛性的金屬或者金屬合金來(lái)形成基板，使得太 陽(yáng)能電池之間的串聯(lián)連接狀態(tài)穩(wěn)定。有益效果根據(jù)本發(fā)明，具備具有多晶硅光電元件和非晶硅光電元件的雙重結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電 池，因此能夠接收各種波長(zhǎng)帶的光，夠提高光電轉(zhuǎn)換效率。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于采用結(jié)晶度(crystallinity)優(yōu)秀(即，具有高品質(zhì))的 多晶硅的光電元件，因此能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于在制造太陽(yáng)能電池模塊時(shí)不需要太陽(yáng)能電池之間的隔離 工序，因此能夠使制造工序變得簡(jiǎn)單且能夠使制造單價(jià)變得低廉。另外，根據(jù)本發(fā)明，由既是導(dǎo)電材質(zhì)、又是剛性的金屬或者金屬合金來(lái)形成基板， 因此在結(jié)晶時(shí)能夠縮短工序時(shí)間且能夠防止基板的彎曲，從而能夠得到太陽(yáng)能電池之間的 穩(wěn)定的串聯(lián)連接狀態(tài)。


圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的太陽(yáng)能電池模塊的分解圖；圖2是表示圖1的太陽(yáng)能電池20的連接狀態(tài)的簡(jiǎn)略俯視圖；圖3是圖2的側(cè)視圖；圖4至圖8是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的太陽(yáng)能電池的制造方法的構(gòu)成的圖；圖9是在圖8的太陽(yáng)能電池20上連接導(dǎo)電帶30的簡(jiǎn)略俯視圖。附圖標(biāo)記10 主基板；20 太陽(yáng)能電池；30:導(dǎo)電帶；40 保護(hù)基板；100:基板;200:第一光電元件；210:第一多晶半導(dǎo)體層；211 下部第一非晶半導(dǎo)體層；220 第二多晶半導(dǎo)體層；221 下部第二多晶半導(dǎo)體層；230 第三多晶半導(dǎo)體層；231 下部第三非晶半導(dǎo)體層；300:第二光電元件；310 上部第一非晶半導(dǎo)體層；320 上部第二非晶半導(dǎo)體層；330 上部第三非晶半導(dǎo)體層；
5
400:上部電極；500:柵電極；
具體實(shí)施例方式發(fā)明的優(yōu)詵實(shí)施方式本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下的太陽(yáng)能電池模塊實(shí)現(xiàn)，即太陽(yáng)能電池串聯(lián)連接而成 的太陽(yáng)能電池模塊中，包括多個(gè)太陽(yáng)能電池，以行和列方向排列；以及導(dǎo)電帶，電連接上 述多個(gè)太陽(yáng)能電池，上述太陽(yáng)能電池是由多晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第一光電元件和由非晶半導(dǎo) 體層構(gòu)成的第二光電元件的層疊結(jié)構(gòu)。上述太陽(yáng)能電池可以包括導(dǎo)電性材質(zhì)的基板；第一光電元件，包括形成在上述 基板上的第一多晶半導(dǎo)體層、形成在上述第一多晶半導(dǎo)體層上的第二多晶半導(dǎo)體層和形成 在上述第二多晶半導(dǎo)體層上的第三多晶半導(dǎo)體層；第二光電元件，包括形成在上述第三多 晶半導(dǎo)體層上的第一非晶半導(dǎo)體層、形成在上述第一非晶半導(dǎo)體層上的第二非晶半導(dǎo)體層 和形成在上述第二非晶半導(dǎo)體層上的第三非晶半導(dǎo)體層；上部電極，形成在上述第三非晶 半導(dǎo)體層上；以及多個(gè)柵電極，在上述上部電極上沿一方向形成。另外，本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法實(shí)現(xiàn)，S卩，將太 陽(yáng)能電池串聯(lián)連接起來(lái)的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法包括(a)形成多個(gè)太陽(yáng)能電池的步 驟，該多個(gè)太陽(yáng)能電池是由多晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第一光電元件和由非晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第 二光電元件的層疊結(jié)構(gòu)；(b)通過(guò)導(dǎo)電帶將上述多個(gè)太陽(yáng)能電池電連接的步驟。形成多個(gè)上述太陽(yáng)能電池的步驟還可以包括(al)在導(dǎo)電性材質(zhì)的基板上形成 下部第一非晶半導(dǎo)體層的步驟；(a》在上述下部第一非晶半導(dǎo)體層上形成下部第二非晶 半導(dǎo)體層的步驟；(a3)在上述下部第二非晶半導(dǎo)體層上形成下部第三非晶半導(dǎo)體層的步 驟；(a4)各上述下部第一非晶半導(dǎo)體層、上述第二非晶半導(dǎo)體層、上述第三非晶半導(dǎo)體層 結(jié)晶化為第一多晶半導(dǎo)體層、第二多晶半導(dǎo)體層、第三多晶半導(dǎo)體層的步驟；(aO在上述 第三多晶半導(dǎo)體層上形成上部第一非晶半導(dǎo)體層的步驟；(a6)在上述上部第一非晶半導(dǎo) 體層上形成上部第二非晶半導(dǎo)體層的步驟；(a7)在上述上部第二非晶半導(dǎo)體層上形成上 部第三非晶半導(dǎo)體層的步驟；(a8)在上述上部第三非晶半導(dǎo)體層上形成上部電極的步驟； 以及(a9)在上述上部電極上沿一方向形成多個(gè)柵電極的步驟。通過(guò)參照?qǐng)D示有本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例附圖的以下詳細(xì)說(shuō)明，能夠更清楚地理解與 本發(fā)明的上述目的和技術(shù)構(gòu)成以及其作用效果有關(guān)的詳細(xì)內(nèi)容。圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的太陽(yáng)能電池模塊的分解圖。參照?qǐng)D1，本發(fā)明涉及的太陽(yáng)能電池模塊是多個(gè)太陽(yáng)能電池20以行和列方向位于 主基板10上而構(gòu)成矩陣(matrix)結(jié)構(gòu)。這種多個(gè)太陽(yáng)能電池20通過(guò)多個(gè)導(dǎo)電帶30以串聯(lián)方式電連接而實(shí)現(xiàn)獲得所需要 電壓的太陽(yáng)能電池模塊，更具體的說(shuō)明通過(guò)參照?qǐng)D2以及圖3的以下詳細(xì)說(shuō)明能夠理解。另外，在包括多個(gè)太陽(yáng)能電池20的主基板10上，形成使光透過(guò)的透明的保護(hù)基板 40，由此能夠保護(hù)太陽(yáng)能電池20。此時(shí)，在主基板10和太陽(yáng)能電池20之間或者太陽(yáng)能電池20和保護(hù)基板40之間 分別形成保護(hù)層(未圖示)，以此能夠進(jìn)一步保護(hù)位于內(nèi)部的太陽(yáng)能電池20免受從外部施加的物理沖擊以及像濕氣這樣的不良因素的影響。上述保護(hù)層可以使用透明材質(zhì)的緩沖材料，優(yōu)選使用還具有粘接性的乙烯-醋酸 乙烯酯(EVA!Ethylene Vinyl Acetate)樹(shù)脂。在上面說(shuō)明了在太陽(yáng)能電池20的上下側(cè)分別形成保護(hù)層的結(jié)構(gòu)，也可以通過(guò)在 主基板10和上述保護(hù)基板40之間填充樹(shù)脂的方法來(lái)形成保護(hù)層。圖2是表示圖1的太陽(yáng)能電池20的連接狀態(tài)的簡(jiǎn)略俯視圖。圖3是圖2的側(cè)視圖。參照?qǐng)D2以及圖3，通過(guò)導(dǎo)電帶30的一側(cè)接觸單位太陽(yáng)能電池20的上部、且上述 導(dǎo)電帶30的另一側(cè)接觸在一方向上相鄰的另一個(gè)太陽(yáng)能電池20的下部的方式，多個(gè)太陽(yáng) 能電池20以串聯(lián)方式電連接。 此時(shí)，導(dǎo)電帶30可以通過(guò)一個(gè)布線來(lái)連接太陽(yáng)能電池20之間，也可以如圖所示地 通過(guò)2個(gè)以上布線進(jìn)行連接，以防止產(chǎn)生短路故障等。另一方面，太陽(yáng)能電池20可以形成由多晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第一光電元件和由非 晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第二光電元件層疊而構(gòu)成的串疊結(jié)構(gòu)并串聯(lián)連接，由此能夠提高光電轉(zhuǎn) 換效率，但這種太陽(yáng)能電池20可以通過(guò)如下所述的制造方法獲得。圖4至圖8是表示本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的太陽(yáng)能電池的制造方法的構(gòu)成的圖。參照?qǐng)D4，首先準(zhǔn)備基板100。基板100的材質(zhì)可以無(wú)限制地使用公知的導(dǎo)電性材 料，優(yōu)選使用具有在以后的高溫晶化工序中能夠防止基板100的彎曲現(xiàn)象的剛性、且熱膨 脹系數(shù)與硅相似的金屬或金屬合金，例如可以是SUSGtainless Steel 不銹鋼)、鉬(Mo)、 鎢(W)、鎢鉬合金(MoW)、殷鋼(Invar = Fe-Ni合金)等。此時(shí)，基板100的表面可以實(shí)施織構(gòu)化(texturing)處理。所謂織構(gòu)化是指為了 防止入射到太陽(yáng)能電池的基板表面上的光的反射所引起的光學(xué)損失而導(dǎo)致其特性下降的 現(xiàn)象，將基板的表面做成粗糙，即在基板表面形成凹凸形狀的圖案。如果通過(guò)織構(gòu)化處理使 基板的表面變得粗糙，則在表面被反射一次的光發(fā)生再反射，從而減小入射光的反射率，因 此，能夠增加光收集量，由此能夠提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。另外，在基板100上還可以形成導(dǎo)電性材質(zhì)的下部電極(未圖示)。上述下部電極 的材質(zhì)優(yōu)選接觸阻抗小、且即使進(jìn)行高溫工序其電氣特性也不下降的鉬(Mo)、鎢(W)、鎢鉬 (Moff)中的任一個(gè)或者它們的合金，但不限定于此，可以包括作為通常的導(dǎo)電性材料的銅、 鋁、鈦等以及它們的合金。另外，上述下部電極的材質(zhì)可以包括透明導(dǎo)電體(Transparent ConductingOxideiTCO 透明導(dǎo)電氧化物)。上述下部電極的形成方法可以包括像熱蒸鍍法 (Thermal Evaporation)、電子束蒸 11 (Ε-beam evaporation)、|||身寸^去(sputtering)這樣 的物理氣相蒸鍍法(physical vapor deposition =PVD)以及像LPCVD、PECVD、金屬有機(jī)化 合物化學(xué)氣相沉積法(metal organic chemicalvapor deposition :M0CVD)這樣的化學(xué)氣 相沉禾只法(chemical vapor deposition :CVD)。接著，參照?qǐng)D5，在基板100上形成非晶硅層211、221、231。更詳細(xì)地講，在基板 100上形成下部第一非晶硅層211，接著，在下部第一非晶硅層211上形成下部第二非晶硅 層221，接著，在下部第二非晶硅層221上形成下部第三非晶硅層231，以此構(gòu)成一個(gè)光電元 件。此時(shí)，作為下部第一、第二、第三非晶硅層211、221、231的形成方法，可以利用像PECVD 或LPCVD這樣的化學(xué)氣相沉積法。
接著，參照?qǐng)D6，將下部第一、第二、第三非晶硅層211、221、231進(jìn)行結(jié)晶化250。 即，下部第一非晶硅層211結(jié)晶化為第一多晶硅層210，下部第二非晶硅層221結(jié)晶化為第 二多晶硅層220，下部第三非晶硅層231結(jié)晶化為第三多晶硅層230。其結(jié)果，在下部電極110上形成由第一、第二、第三多晶硅層210、220、230構(gòu)成的 第一光電元件200。第一光電元件200可以是按順序?qū)盈B了 ρ型、i型、η型的多晶硅層的 p-i-n 二極管結(jié)構(gòu)，通過(guò)以層疊多晶硅層的結(jié)構(gòu)接收光而產(chǎn)生的光電動(dòng)勢(shì)來(lái)生產(chǎn)電力。在 此，i型意味著未摻雜雜質(zhì)的本征(intrinsic)特性。η型或者ρ型摻雜優(yōu)選在形成非晶硅 層時(shí)以原位(in situ)方式摻雜雜質(zhì)。ρ型摻雜時(shí)的雜質(zhì)通常使用硼(B)，n型摻雜時(shí)的雜 質(zhì)通常使用磷(P)或砷(As)，但不限定于此，可以無(wú)限制地使用公知技術(shù)。此時(shí)，非晶硅層211、221、231的結(jié)晶化方法250可以使用SPC(solid phasecrystallization 1 π Ih ) > ELA(excimer laser annealing yJf
激光晶化法)、SLS(sequential lateral solidification 連續(xù)側(cè)向晶化法)、 MIC (metal inducedcrystallization Mm it ) U & MILC (metal induced
lateralcrystallization:金屬誘導(dǎo)側(cè)向晶化法)中的任一種方法。上述非晶硅的結(jié)晶化 方法是公知技術(shù)，因此在本說(shuō)明書(shū)中省略對(duì)其詳細(xì)說(shuō)明。另一方面，在上面說(shuō)明了將下部第一、第二、第三非晶硅層211、212、213全部形成 之后對(duì)這些層同時(shí)進(jìn)行結(jié)晶化的情況，但并不限定于此。例如，可以按每個(gè)下部非晶硅層單 獨(dú)進(jìn)行結(jié)晶化工序，另外，也可以對(duì)兩個(gè)下部非晶硅層同時(shí)進(jìn)行結(jié)晶化工序，然后對(duì)剩余的 一個(gè)下部非晶硅層單獨(dú)進(jìn)行結(jié)晶化工序。另外，為了進(jìn)一步提高多晶硅層的相關(guān)特性，可以對(duì)第一多晶硅210、第二多晶硅 220、第三多晶硅230追加執(zhí)行缺陷去除工序。在本發(fā)明中，對(duì)多晶硅層進(jìn)行高溫?zé)崽幚砘?者氫等離子體處理，能夠去除存在于多晶硅層內(nèi)的缺陷(例如，雜質(zhì)以及懸空鍵(dangling bond)等)ο接著，參照?qǐng)D7，在第一光電元件200上可以追加形成三層非晶硅層310、320、330。 更具體而言，在第三多晶硅層230上形成上部第一非晶硅層310，接著在上部第一非晶硅層 310上形成上部第二非晶硅層320，接著在上部第二非晶硅層320上形成上部第三非晶硅層 330，由此能夠構(gòu)成與第一光電元件200相同的p-i-n 二極管結(jié)構(gòu)的第二光電元件300。此 時(shí)，上部第一、第二、第三非晶硅層310、320、330的形成方法，可以利用像PECVD或者LPCVD 這樣的化學(xué)氣相沉積法。接著，可以在上部第三非晶半導(dǎo)體層330上形成作為透明導(dǎo)電體的上部電極400。 上部電極400的材質(zhì)優(yōu)選為ITOdndium Tin Oxide 銦錫氧化物)、Zn0(Zinc Oxide 鋅氧 化物)、IZ0andium Zinc Oxide 銦鋅氧化物)、向SnO摻雜少量F的FSO(SnO:F)等的任一 種，但不限定于此。上部電極400的形成方法可以包括像濺射法這樣的物理氣相蒸鍍法，以 及像LPCVD、PECVD、MOCVD這樣的化學(xué)氣相沉積法等。另一方面，雖然未圖示，可以在第三多晶硅層230上追加形成作為透明導(dǎo)電體的 連接層(未圖示)。這種連接層在第三多晶硅層230和上部第一非晶半導(dǎo)體層310之間形 成隧道結(jié)(tunnel junction)，其結(jié)果能夠期待太陽(yáng)能電池的更加良好的光電轉(zhuǎn)換效率。此 時(shí)，上述連接層優(yōu)選向ZnO少量摻雜Al的ΑΖ0(&ι0:Α1)，但不限定于此，可以使用像通常的 ΙΤ0, ZnO, ΙΖ0, FSD (SnO:F)等這樣的透明導(dǎo)電性材料。
由此，能夠得到由第一光電元件200和第二光電元件300構(gòu)成的串疊結(jié)構(gòu)的太陽(yáng) 能電池，該第一光電元件200由多晶硅層構(gòu)成，該第二光電元件300由非晶硅層構(gòu)成。此 時(shí)，由于第一光電元件200由多晶硅層構(gòu)成，因此對(duì)于長(zhǎng)波長(zhǎng)帶的光的光電轉(zhuǎn)換效率良好， 第二光電元件300由非晶硅層構(gòu)成，因此對(duì)于短波長(zhǎng)帶的光的光電轉(zhuǎn)換效率良好，因此，本 發(fā)明涉及的串疊結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池能夠吸收多種波長(zhǎng)帶的光，從而能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率 性。另外，本發(fā)明的串疊結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池采用高品質(zhì)的多晶硅，因此與采用微晶硅 的現(xiàn)有串疊型太陽(yáng)能電池相比，具有老化(aging)特性優(yōu)秀(不容易老化)的優(yōu)點(diǎn)。即，從 硅的特性來(lái)看非晶硅的老化特性較差，不同于微晶硅，在多晶硅內(nèi)幾乎不存在非晶硅，因此 本發(fā)明的串疊型太陽(yáng)能電池的特性不容易隨著使用而下降。在本發(fā)明中，第一以及第二光電元件200、300的結(jié)構(gòu)優(yōu)選可以以如下四種排列形 成。在下面的說(shuō)明中，“ + ”和“_”的意思是表示摻雜濃度的相對(duì)差異，“ + ”意味著具有比“_” 高的摻雜濃度。例如，η+意味著比η-摻雜濃度高。另外，在不存在“ + ”或“_”的表示的情 況下，意味著摻雜濃度沒(méi)有特別的限制。第一，第一、第二、第三多晶硅層210、220、230的導(dǎo)電型可以分別是n、i、p，上部第 一、第二、第三非晶硅層310、320、330的導(dǎo)電型可以分別是n、i、ρ。此時(shí)，第一、第二、第三 多晶硅層210、220、230的導(dǎo)電型更優(yōu)選分別為n+、i、p+。第二，第一、第二、第三多晶硅層210、220、230的導(dǎo)電型可以分別是n、n、p，上部第 一、第二、第三非晶硅層310、320、330的導(dǎo)電型可以分別是n、i、ρ。此時(shí)，第一、第二、第三 多晶硅層210、220、230的導(dǎo)電型更優(yōu)選分別為η+、η-、ρ+。第三，第一、第二、第三多晶硅層210、220、230的導(dǎo)電型可以分別是p、i、n，上部第 一、第二、第三非晶硅層310、320、330的導(dǎo)電型可以分別是p、i、η。此時(shí)，第一、第二、第三 多晶硅層210、220、230的導(dǎo)電型更優(yōu)選分別為p+、i、n+。第四，第一、第二、第三多晶硅層210、220、230的導(dǎo)電型可以分別是p、p、n，上部第 一、第二、第三非晶硅層310、320、330的導(dǎo)電型可以分別是p、i、η。此時(shí)，第一、第二、第三 多晶硅層210、220、230的導(dǎo)電型更優(yōu)選分別為ρ+、ρ-、η+。在以上的詳細(xì)說(shuō)明中，將由第一以及第二光電元件200、300層疊的串疊結(jié)構(gòu)作為 一例進(jìn)行了說(shuō)明，但根據(jù)需要也可以將光電元件層疊成雙層以上，并也可以使用不是p-i-n 型的p-n型。接著，參照?qǐng)D8，在上述上部電極400上形成向一個(gè)方向形成的多個(gè)柵電極500。 柵電極500用于容易地捕獲太陽(yáng)能電池的上部電極400表面上的電流，該柵電極500可以 使用導(dǎo)電性材質(zhì)，通常使用Al或者Ni/Al材質(zhì)。由于形成有柵電極500的面積不吸收太陽(yáng) 光，因此，優(yōu)選隔著規(guī)定間隔而分隔形成，由此增加光接收區(qū)域。此時(shí)，柵電極500的個(gè)數(shù)和 寬度根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)能夠進(jìn)行多種變更。圖9是在圖8的太陽(yáng)能電池20上連接導(dǎo)電帶30的簡(jiǎn)略俯視圖。參照?qǐng)D9，在上部電極400上柵電極500沿一方向即列方向形成，但也可以沿行方 向形成。此時(shí)，柵電極500與在一方向上相鄰的其他太陽(yáng)能電池的基板通過(guò)導(dǎo)電帶30以串 聯(lián)方式電連接。如上所述，在本發(fā)明中，形成在單一基板上的串疊結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池其自身成為在制造太陽(yáng)能電池模塊時(shí)所需的單位太陽(yáng)能電池(即，太陽(yáng)能電池單元(cell))，通過(guò)導(dǎo)電 帶將多個(gè)這種單位太陽(yáng)能電池串聯(lián)連接，制造具備串疊結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池模 塊。由此，在本發(fā)明中可以省略在以往的太陽(yáng)能電池模塊制造過(guò)程中所必須追加的形成單 位太陽(yáng)能電池的工序(即，利用激光刻劃方式等蝕刻構(gòu)成太陽(yáng)能電池的多層膜，從而分隔 單位太陽(yáng)能電池之間的工序)。其結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明，太陽(yáng)能電池模塊的制造工序變得簡(jiǎn)單， 制造單價(jià)可以變得低廉。另外，在本發(fā)明中，基板100由既是能夠耐于高溫中的彎曲現(xiàn)象的導(dǎo)電性材質(zhì)、又 具有剛性的金屬或金屬合金形成，因此能夠穩(wěn)定地維持太陽(yáng)能電池之間的串聯(lián)連接狀態(tài)。如上所述，本發(fā)明舉出優(yōu)選實(shí)施例來(lái)進(jìn)行圖示及說(shuō)明，但不限定于上述實(shí)施例。在 不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的一般知識(shí)的技術(shù)人員可以進(jìn)行多 種變形和變更。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種變形例以及變更例均屬于本發(fā)明和所附的權(quán)利要求的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于，包括 多個(gè)太陽(yáng)能電池，以行和列方向排列；以及 導(dǎo)電帶，電連接上述多個(gè)太陽(yáng)能電池，上述太陽(yáng)能電池是由多晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第一光電元件和由非晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第 二光電元件的層疊結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于， 上述太陽(yáng)能電池包括導(dǎo)電性材質(zhì)的基板；第一光電元件，包括形成在上述基板上的第一多晶半導(dǎo)體層、形成在上述第一多晶半 導(dǎo)體層上的第二多晶半導(dǎo)體層和形成在上述第二多晶半導(dǎo)體層上的第三多晶半導(dǎo)體層；第二光電元件，包括形成在上述第三多晶半導(dǎo)體層上的第一非晶半導(dǎo)體層、形成在上 述第一非晶半導(dǎo)體層上的第二非晶半導(dǎo)體層和形成在上述第二非晶半導(dǎo)體層上的第三非 晶半導(dǎo)體層；上部電極，形成在上述第三非晶半導(dǎo)體層上；以及 多個(gè)柵電極，在上述上部電極上沿一方向形成。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于，上述柵電極與在一方向上相鄰的其他太陽(yáng)能電池的基板通過(guò)上述導(dǎo)電帶連接。
4.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于， 在上述基板上還形成導(dǎo)電性材質(zhì)的下部電極。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于，上述下部電極是透明導(dǎo)電氧化物、鉬、鎢、鎢鉬合金中的任一個(gè)或它們的合金。
6.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于， 上述基板是金屬或金屬合金。
7.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于， 上述上部電極是透明導(dǎo)電體。
8.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于，在上述第三多晶半導(dǎo)體層和上述第一非晶半導(dǎo)體層之間，還形成作為透明導(dǎo)電體的連接層。
9.如權(quán)利要求7或8所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于，上述透明導(dǎo)電體包括銦錫氧化物、鋅氧化物、銦鋅氧化物、SnO:F, SiOAl。
10.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于，上述第一多晶半導(dǎo)體層、上述第二多晶半導(dǎo)體層、上述第三多晶半導(dǎo)體層分別通過(guò)固 相結(jié)晶法、準(zhǔn)分子激光晶化法、連續(xù)側(cè)向晶化法、金屬誘導(dǎo)晶化法以及金屬誘導(dǎo)側(cè)向晶化法 中的任一種方法進(jìn)行結(jié)晶化。
11.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于，上述第一多晶半導(dǎo)體層、上述第二多晶半導(dǎo)體層、上述第三多晶半導(dǎo)體層是多晶硅，上 述第一非晶半導(dǎo)體層、上述第二非晶半導(dǎo)體層、上述第三非晶半導(dǎo)體層是非晶硅。
12.—種太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，其特征在于，包括(a)形成多個(gè)太陽(yáng)能電池的步驟，該多個(gè)太陽(yáng)能電池是由多晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第一光電元件和由非晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第二光電元件的層疊結(jié)構(gòu)； (b)通過(guò)導(dǎo)電帶將上述多個(gè)太陽(yáng)能電池電連接的步驟。
13.如權(quán)利要求12所述的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，其特征在于， 形成多個(gè)上述太陽(yáng)能電池的步驟包括(al)在導(dǎo)電性材質(zhì)的基板上形成下部第一非晶半導(dǎo)體層的步驟； (a2)在上述下部第一非晶半導(dǎo)體層上形成下部第二非晶半導(dǎo)體層的步驟； (a3)在上述下部第二非晶半導(dǎo)體層上形成下部第三非晶半導(dǎo)體層的步驟； (a4)將上述下部第一非晶半導(dǎo)體層、上述第二非晶半導(dǎo)體層、上述第三非晶半導(dǎo)體層 結(jié)晶化為第一多晶半導(dǎo)體層、第二多晶半導(dǎo)體層、第三多晶半導(dǎo)體層的步驟； (a5)在上述第三多晶半導(dǎo)體層上形成上部第一非晶半導(dǎo)體層的步驟； (a6)在上述上部第一非晶半導(dǎo)體層上形成上部第二非晶半導(dǎo)體層的步驟； (a7)在上述上部第二非晶半導(dǎo)體層上形成上部第三非晶半導(dǎo)體層的步驟； (a8)在上述上部第三非晶半導(dǎo)體層上形成上部電極的步驟；以及 (a9)在上述上部電極上沿一方向形成多個(gè)柵電極的步驟。
14.如權(quán)利要求13所述的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，其特征在于， 還包括在上述基板上形成導(dǎo)電性材質(zhì)的下部電極的步驟。
15.如權(quán)利要求13所述的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，其特征在于，還包括在上述第三多晶半導(dǎo)體層和上述第一非晶半導(dǎo)體層之間形成作為透明導(dǎo)電體 的連接層的步驟。
16.如權(quán)利要求13所述的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，其特征在于，上述結(jié)晶化是通過(guò)固相結(jié)晶法、準(zhǔn)分子激光晶化法、連續(xù)側(cè)向晶化法、金屬誘導(dǎo)晶化法 以及金屬誘導(dǎo)側(cè)向晶化法中的任一種方法進(jìn)行的。
17.如權(quán)利要求13所述的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，其特征在于，上述第一多晶半導(dǎo)體層、第二多晶半導(dǎo)體層、第三多晶半導(dǎo)體層由多結(jié)晶硅形成，上述 上部第一非晶半導(dǎo)體層、第二非晶半導(dǎo)體層、第三非晶半導(dǎo)體層由非晶硅形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池模塊及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明，在太陽(yáng)能電池串聯(lián)連接的太陽(yáng)能電池模塊中，包括以行和列方向排列的多個(gè)太陽(yáng)能電池；以及將多個(gè)上述太陽(yáng)能電池以串聯(lián)方式電連接的導(dǎo)電帶。上述太陽(yáng)能電池是由多晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第一光電元件和由非晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第二光電元件的層疊結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L31/042GK102124571SQ200980131436
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者張澤龍, 張錫弼, 李永浩, 李炳一, 李裕進(jìn), 金東濟(jì) 申請(qǐng)人:Tg太陽(yáng)能株式會(huì)社