太陽(yáng)能電池裝置及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池裝置包括：基板，所述基板包括彼此背對(duì)的頂面和底面；在所述基板的頂面上的背電極層；在所述背電極層上的光吸收層；在所述光吸收層上的前電極層；在所述基板的底面上的連接構(gòu)件；以及連接到所述連接構(gòu)件的總線，其中所述總線包括與所述背電極層接觸的電極接觸部以及與所述基板接觸的基板接觸部。根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池裝置的制造方法包括：制備基板，所述基板包括彼此背對(duì)的頂面和底面；在所述基板的頂面上形成背電極層；在所述背電極層上形成光吸收層；在所述光吸收層上形成前電極層；在所述基板的底面上形成連接構(gòu)件；形成連接到所述連接構(gòu)件上的總線，其中所述總線包括與所述背電極層接觸的電極接觸部以及與所述基板接觸的基板接觸部。
【專(zhuān)利說(shuō)明】太陽(yáng)能電池裝置及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能電池裝置及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 最近，隨著能源消耗的增長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)了將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化成電能的太陽(yáng)能電池裝置。
[0003] 具體地講，廣泛使用了 CIGS基太陽(yáng)能電池，其中CIGS基太陽(yáng)能電池是PN異質(zhì)結(jié) 裝置，所述PN異質(zhì)結(jié)裝置具有包括玻璃基板的基板結(jié)構(gòu)、金屬背電極層、P型CIGS基光吸 收層、高電阻緩沖層和N型窗口層。
[0004] 人們進(jìn)行了各種研究來(lái)提高太陽(yáng)能電池的電氣特性，例如，低電阻和高透光率。
[0005] 同時(shí)，由于在形成背電極層時(shí)背電極層的材料沉積在支撐基板的整個(gè)表面上， 所以被連接到連接構(gòu)件的總線的一部分甚至與背電極層接觸。因此，可能造成分路電流 (shunt path)并且可能降低太陽(yáng)能電池裝置的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問(wèn)題
[0007] 實(shí)施例提供了一種具有改善的可靠性的太陽(yáng)能電池裝置。
[0008] 技術(shù)方案
[0009] 根據(jù)實(shí)施例，提供了一種太陽(yáng)能電池裝置，所述太陽(yáng)能電池裝置包括：基板，包括 彼此背對(duì)的頂面和底面；在所述基板的頂面上的背電極層；在所述背電極層上的光吸收 層；在所述光吸收層上的前電極層；在所述基板的底面上的連接構(gòu)件；以及連接到所述連 接構(gòu)件上的總線，其中所述總線包括與所述背電極層接觸的電極接觸部以及與所述基板接 觸的基板接觸部。
[0010] 根據(jù)實(shí)施例，提供了一種太陽(yáng)能電池裝置的制造方法。所述太陽(yáng)能電池裝置的制 造方法包括：制備基板，所述基板包括彼此背對(duì)的頂面和底面；在所述基板的頂面上形成 背電極層；在所述背電極層上形成光吸收層；在所述光吸收層上形成前電極層；在所述基 板的底面上形成接觸構(gòu)件；形成連接到所述連接構(gòu)件上的總線，其中所述總線包括與所述 背電極層接觸的電極接觸部以及與所述基板接觸的基板接觸部。
[0011] 有益效果
[0012] 如上所述，根據(jù)實(shí)施例，太陽(yáng)能電池裝置包括總線，所述總線具有與基板直接接觸 的基板接觸部。因此，可以防止以下問(wèn)題：由于在形成背電極層時(shí)背電極層的材料沉積在支 撐基板的整個(gè)表面上，所以被連接到連接構(gòu)件的總線的一部分甚至與背電極層接觸。因此， 基板接觸部可以防止分路電流，并且可以提高太陽(yáng)能電池裝置的可靠性。
[0013] 根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池裝置的制造方法可以提供具有上述效果的太陽(yáng)能電池 裝直。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是示出了根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池裝置的透視圖；
[0015] 圖2是示出了根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池裝置的透視圖；
[0016] 圖3是示出了根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池裝置的主視圖；以及 [0017] 圖4是沿著A-A'線截取的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 在實(shí)施例的描述中，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)層（或薄膜）、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為在另一個(gè) 基底、另一個(gè)層（或薄膜）、另一個(gè)區(qū)域、另一個(gè)片或另一個(gè)圖案"上"或"下"時(shí)，可以"直 接"或"間接"在其他基底、層（或薄膜）、區(qū)域、片或圖案上，或者還可以存在一個(gè)或多個(gè)中 間層。已經(jīng)參照附圖描述了層的這種位置。
[0019] 為了方便或清晰的目的，可以放大、省略或示意性地圖示附圖中示出的每個(gè)層 (或薄膜）、每個(gè)區(qū)域、每個(gè)圖案或每個(gè)結(jié)構(gòu)的厚度和大小。此外，層（薄膜）、區(qū)域、圖案或 結(jié)構(gòu)的大小并不真實(shí)地反映實(shí)際大小。
[0020] 以下將參照附圖詳細(xì)描述實(shí)施例。
[0021] 將參照?qǐng)D1至圖4結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池裝置。
[0022] 圖1是示出了根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池裝置的透視圖。圖2是示出了根據(jù)實(shí)施例 的太陽(yáng)能電池裝置的透視圖。圖3是示出了根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池裝置的主視圖。圖4 是沿著A-A'線截取的截面圖。
[0023] 參照?qǐng)D1至圖4,太陽(yáng)能電池裝置包括支撐基板100、背電極層200、總線11和12、 光吸收層300、緩沖層400、高電阻緩沖層500、窗口層600和連接構(gòu)件10。
[0024] 支撐基板100具有平板形狀，并且包括彼此背對(duì)的頂面和底面。支撐基板100支 撐背電極層200、總線11和12、光吸收層300、緩沖層400、高電阻緩沖層500和窗口層600。
[0025] 支撐基板100可以是絕緣體。支撐基板100可以是玻璃基板100、塑料基板100或 金屬基板100。更詳細(xì)地講，支撐基板100可以是鈉鈣玻璃基板100。支撐基板100可以是 透明的。支撐基板100可以是剛性的或柔性的。
[0026] 背電極層200設(shè)置在支撐基板100的頂面上。背電極層200可以是導(dǎo)電層。背電 極層200可以包括金屬，例如鑰（Mo)。
[0027] 此外，背電極層200可以包括至少兩層。在這種情況下，這些層可以通過(guò)使用均勻 金屬（homogeneous metals)或非均勻金屬（heterogeneous metals)來(lái)形成。
[0028] 參見(jiàn)圖4,背電極層200中形成第一通孔TH1。第一通孔TH1是開(kāi)放區(qū)域用于暴露 支撐基板1〇〇的頂面。當(dāng)在平面圖中觀察時(shí)，第一通孔TH1可以具有在一個(gè)方向上延伸的 形狀。
[0029] 第一通孔TH1可以具有在約80 μ m至約200 μ m的范圍內(nèi)的寬度。第一通孔TH1 將背電極層200分成多個(gè)背電極230和兩個(gè)連接電極210和220。也就是說(shuō)，第一通孔TH1 限定了背電極230、第一連接電極210和第二電極220。背電極層200包括背電極230、第一 連接電極210和第二電極220。
[0030] 背電極230設(shè)置在活性區(qū)中。背電極230布置成彼此平行。第一通孔TH1使背電 極230彼此分開(kāi)。背電極230以條狀的形式布置。
[0031] 相反，背電極230可以布置成矩陣形式。在這種情況下，當(dāng)在平面圖中觀察時(shí)，第 一通孔TH1可以以點(diǎn)陣的形式布置。
[0032] 第一連接電極210和第二連接電極220設(shè)置在非活性區(qū)中。也就是說(shuō)，第一連接 電極210和第二連接電極220從活性區(qū)延伸到非活性區(qū)中。
[0033] 更詳細(xì)地講，第一連接電極210連接到第一電池 C1的窗口上。另外，第二電極220 從第二電池 C2的背電極延伸到非活性區(qū)中。也就是說(shuō)，第二連接電極220和第二電池 C2 的背電極202彼此形成為一體。
[0034] 然后，光吸收層300設(shè)置在背電極層200上。光吸收層300包括I-III-VI族化 合物。例如，光吸收層300可以具有Cu(In，Ga)Se 2(CIGS)晶體結(jié)構(gòu)、Cu(In)Se2晶體結(jié)構(gòu)或 Cu(Ga)Se2晶體結(jié)構(gòu)。
[0035] 光吸收層300的能帶隙在約leV至約1. 8eV的范圍內(nèi)。
[0036] 緩沖層400設(shè)置在光吸收層300上。緩沖層400與光吸收層300直接接觸。
[0037] 緩沖層400可以包括硫化鎘（CdS)。
[0038] 前電極層600設(shè)置在光吸收層300上方。更詳細(xì)地將，前電極層600設(shè)置在緩沖 層400上。
[0039] 前電極層600設(shè)置在緩沖層400上。前電極層600是透明的。
[0040] 例如，前電極層600可以包括摻雜錯(cuò)的氧化鋅（ΑΖ0)、氧鋅銦鋅（ΙΖ0)或氧化銦錫 (ΙΤ0)。
[0041] 前電極層600的厚度可以在約500至約1.5的范圍內(nèi)。另外，當(dāng)前電極層600是 由摻雜鋁的氧化鋅形成的時(shí)，鋁的摻雜比率可以在約1. 5wt%至約3. 5wt%的范圍內(nèi)。前電 極層600是導(dǎo)電層。
[0042] 接著，將連接構(gòu)件10放置在支撐基板100的底面上。連接構(gòu)件10可以是接線盒。
[0043] 盡管圖未示出，但是可以進(jìn)一步設(shè)置電纜。電纜通過(guò)連接構(gòu)件10和總線11和12 電性連接到太陽(yáng)能電池面板200上。換句話講，電纜將從太陽(yáng)能電池面板200產(chǎn)生的電能 輸送到整流器和/或電池。
[0044] 此外，電纜可以連接到與電纜相鄰的太陽(yáng)能電池模塊。也就是說(shuō)，多個(gè)太陽(yáng)能電池 模塊可以通過(guò)電纜彼此連接上。
[0045] 連接構(gòu)件10可以包括導(dǎo)體、絕緣體和旁路二極管。
[0046] 電纜可以通過(guò)焊膏連接到連接構(gòu)件10上。
[0047] 同時(shí)，總線11和12可以包括第一總線和第二總線。第一總線和第二總線可以彼 此相對(duì)。另外，第一總線和第二總線可以彼此對(duì)稱(chēng)。第一總線和第二總線是導(dǎo)體。第一總 線和第二總線可以包括一個(gè)高傳導(dǎo)性的金屬，例如銀（Ag)。
[0048] 第一總線設(shè)置在非活性區(qū)中。第一總線設(shè)置在背電極層200上。更詳細(xì)地講，第 一總線設(shè)置在第一連接電極210上。第一總線可以與第一連接電極210的頂面直接接觸。
[0049] 第一總線平行于第一電池 C1延伸。第一總線可以穿過(guò)形成在支撐基板100上的 孔而延伸到支撐基板100的底面。第一總線連接到第一電池 C1上。更詳細(xì)地講，第一總線 經(jīng)由連接電極210而連接到第一電池 C1上。
[0050] 第二總線設(shè)置在非活性區(qū)中。第二總線設(shè)置在背電極層200上。更詳細(xì)地講，第 二總線設(shè)置在第二連接電極220上。第二總線可以與第二連接電極220的頂面直接接觸。
[0051] 第二總線平行于第二電池 C2延伸。第二總線可以穿過(guò)形成在支撐基板100上的 孔而延伸到支撐基板100的底面。更詳細(xì)地講，第二總線經(jīng)由第二連接電極220而連接到 第二電池 C2上。
[0052] 接著，總線11和12包括電極接觸部11和基板接觸部12。
[0053] 電極接觸部11與背電極層200接觸。電極接觸部11與位于光吸收層330旁邊的 背電極層200接觸。
[0054] 基板接觸部12與基板100接觸?；褰佑|部12從電極接觸部11延伸并且連接 到連接構(gòu)件10?；褰佑|部12在從基板100的頂面100a延伸到基板100的底面100b的 同時(shí)穿過(guò)基板100的側(cè)面100c?；褰佑|部12與基板100直接接觸。
[0055] 因此，可以防止以下問(wèn)題：由于在形成背電極層200時(shí)背電極層200的材料沉積在 支撐基板100的整個(gè)表面上，所以被連接到連接構(gòu)件10的總線11和12的一部分甚至與背 電極層200接觸。因此，基板接觸部12可以防止分路電流，并且可以提高太陽(yáng)能電池裝置 的可靠性，并且可以提高太陽(yáng)能電池裝置的可靠性。
[0056] 以下將描述根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池裝置的制造方法。根據(jù)實(shí)施例的太陽(yáng)能電池 裝置的制造方法可以包括：形成背電極層200的步驟；形成光吸收層300的步驟；形成緩沖 層400的步驟；以及形成前電極層600的步驟。
[0057] 首先，例如鑰（Mo)的金屬通過(guò)濺鍍工藝沉積在基板100上，使得形成背電極層 200。
[0058] -般來(lái)講，通過(guò)在改變工藝條件的同時(shí)進(jìn)行兩次加工可以形成背電極層200。
[0059] 同時(shí)，例如防擴(kuò)散層的附加層可以插設(shè)在支撐板100與背電極層200之間。
[0060] 在形成背電極層200的步驟中，在隨后將會(huì)放置基板接觸部12的部分上形成掩模 之后，可以在上面沉積背電極層200。一般來(lái)講，背電極層200的材料沉積在支撐基板100 的整個(gè)表面上。因此，當(dāng)隨后形成總線11和12時(shí)，背電極層200的材料甚至沉積在被連接 到連接構(gòu)件10的總線11和12的一部分上，使得會(huì)造成分路電流。為此，在隨后將會(huì)放置 基板接觸部12的總線11和12的一部分上形成掩模之后，進(jìn)行沉積工藝使得背電極層200 的材料不會(huì)沉積在總線11和12的部分上。
[0061] 然而，實(shí)施例不限于上述內(nèi)容。比如，當(dāng)形成總線11和12時(shí)，可以除去形成在部 分總線11和12上對(duì)應(yīng)于基板接觸部12的背電極層200。
[0062] 當(dāng)除去背電極層200時(shí)，在將會(huì)形成基板接觸部12的部分上形成的背電極層200 可以進(jìn)行噴砂或蝕刻。另外，可以通過(guò)研磨來(lái)除去背電極層200。
[0063] 然后，光吸收層300形成在背電極層200上?？梢酝ㄟ^(guò)濺鍍工藝或蒸鍍工藝來(lái)形 成光吸收層300。
[0064] 例如，多種方案被廣泛用于形成光吸收層300,例如，通過(guò)同時(shí)或單獨(dú)地蒸鍍Cu、 In、Ga和Se來(lái)形成Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)基光吸收層300的方案以及在形成金屬前體薄膜 之后執(zhí)行硒化過(guò)程的方案。
[0065] 關(guān)于在形成了金屬前體薄膜之后執(zhí)行硒化法的細(xì)節(jié)，通過(guò)應(yīng)用Cu靶、In靶或Ga靶 的濺鍍工藝在背電極200上形成金屬前體薄膜。
[0066] 此后，金屬前體薄膜經(jīng)過(guò)硒化法以形成Cu(In，Ga)Se2(CIGS)基吸光層300。
[0067] 此外，可以同時(shí)執(zhí)行應(yīng)用Cu靶、In靶和Ga靶的濺鍍工藝以及硒化工藝。
[0068] 另外，可以通過(guò)只應(yīng)用Cu靶和In靶，或者只應(yīng)用Cu靶和Ga靶的濺鍍工藝以及硒 化工藝來(lái)形成CIS或CIG基光吸收層300。
[0069] 然后，進(jìn)行在光吸收層300上形成緩沖層400的步驟。這里，通過(guò)濺鍍工藝或 CBD (化學(xué)浴沉積）方案在光吸收層300上沉積CdS來(lái)形成緩沖層400。
[0070] 此后，通過(guò)采用濺鍍工藝在緩沖層400上沉積氧化鋅，可以形成高電阻緩沖層 500。
[0071] 緩沖層400和高電阻緩沖層500沉積較薄的厚度。例如，緩沖層400和高電阻緩 沖層500的厚度在約lnm至約8nm的范圍內(nèi)。
[0072] 然后，進(jìn)行在緩沖層400上形成前電極層600的步驟。前電極層600可以通過(guò)使 用濺鍍工藝沉積例如摻鋁（A1)氧化鋅（ΑΖ0)的透明導(dǎo)電材料而形成在緩沖層400上。
[0073] 然后，可以進(jìn)行在基板100的底面上形成連接構(gòu)件10的步驟，以及形成連接到連 接構(gòu)件10的總線11和12的步驟。
[0074] 本說(shuō)明書(shū)中任何參考"一個(gè)實(shí)施例"、"一種實(shí)施例"、"示例實(shí)施例"等的意思是結(jié) 合實(shí)施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。在本說(shuō)明書(shū)中不 同位置出現(xiàn)的這種短語(yǔ)并不一定全部指相同的實(shí)施例。另外，當(dāng)結(jié)合任何實(shí)施例描述特定 的特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，所主張的是，結(jié)合這些實(shí)施例的其他實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu) 或特性在本領(lǐng)域技術(shù)人員的權(quán)限內(nèi)。
[0075] 盡管參照本發(fā)明的多個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例描述了實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人 員在本公開(kāi)的精神和原理的范圍內(nèi)可以進(jìn)行多種其他修改和實(shí)施例。更具體地講，在本公 開(kāi)、附圖和所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)能夠在所討論的組合配置的組成零件和/或配置上進(jìn) 行多種變型和修改。除在組成零件和/或配置進(jìn)行變型和修改之外，替代使用對(duì)本領(lǐng)域技 術(shù)人員也是顯而易見(jiàn)的。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽(yáng)能電池裝置，包括： 基板，所述基板包括彼此背對(duì)的頂面和底面； 在所述基板的頂面上的背電極層； 在所述背電極層上的光吸收層； 在所述光吸收層上的前電極層； 在所述基板的底面上的連接構(gòu)件；以及 連接到所述連接構(gòu)件的總線， 其中，所述總線包括： 與所述背電極層接觸的電極接觸部；以及 與所述基板接觸的基板接觸部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池裝置，其中，所述電極接觸部與設(shè)置在所述光吸 收層旁邊的所述背電極層接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池裝置，其中，所述基板接觸部從所述電極接觸部 延伸并且連接到所述連接構(gòu)件上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池裝置，其中，所述基板接觸部從所述基板的頂面 穿過(guò)所述基板的側(cè)面延伸到所述基板的底面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池裝置，其中，所述基板接觸部與所述基板直接接 觸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池裝置，其中，所述電極接觸部與所述背電極層直 接接觸。
7. -種太陽(yáng)能電池裝置的制造方法，所述方法包括： 制備基板，所述基板包括彼此背對(duì)的頂面和底面； 在所述基板的頂面上形成背電極層； 在所述背電極層上形成光吸收層； 在所述光吸收層上形成前電極層； 在所述基板的底面上形成連接構(gòu)件； 形成連接到所述連接構(gòu)件的總線， 其中所述總線包括： 與所述背電極層接觸的電極接觸部；以及 與所述基板接觸的基板接觸部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述基板接觸部從所述電極接觸部穿過(guò)所述基 板的側(cè)面延伸到所述基板的底面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述形成所述背電極層時(shí)，在所述基板接觸部 所位于的部分上形成掩模后沉積所述背電極層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，形成所述總線包括從所述基板接觸部所位于的 部分除去所述背電極層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，除去所述背電極層包括對(duì)所述背電極層進(jìn)行 噴砂。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，除去所述背電極層包括對(duì)所述背電極層進(jìn)行 蝕刻。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，除去所述背電極層包括對(duì)所述背電極層進(jìn)行 研磨。
【文檔編號(hào)】H01L31/02GK104115282SQ201280070031
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月19日
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