專利名稱：用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種鍍膜方法有關(guān)。具體地說，本發(fā)明是特別關(guān)于一種用于薄膜太陽能電池制造過程中的鍍膜方法，可省去各鍍膜工藝后的邊緣除膜(edge deletion)步驟。
背景技術(shù)：
薄膜太陽能電池，顧名思義，是在塑料、玻璃或是金屬基板上形成可產(chǎn)生光電效應(yīng)的薄膜，厚度僅需數(shù)μ m，因此在同一受光面積下可較硅晶片太陽能電池大幅減少原料的用量。薄膜太陽能電池并非是新概念性的產(chǎn)品，實際上，以往人造衛(wèi)星早已普遍采用以砷化鎵 (GaAs)制造的高轉(zhuǎn)換效率薄膜太陽能電池板(以單晶硅作為基板，轉(zhuǎn)換效能可達30%以上)來進行發(fā)電，但其成本昂貴，多用于航天產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)今無法普及。故目前業(yè)界主流多采用非晶硅(a-Si)來制作薄膜太陽能電池的光吸收層(即半導(dǎo)體層)。薄膜太陽能電池可在價格低廉的玻璃、塑料或不銹鋼基板上大量制作，以生產(chǎn)出大面積的太陽能電池，而其制造過程更可直接導(dǎo)入已經(jīng)相當(dāng)成熟的TFT-LCD工藝，此為其優(yōu)點之一，故業(yè)界無不爭相投入該領(lǐng)域的研究。基本上，薄膜太陽能電池相對其他類型的太陽能電池而言工藝較為簡單，具有成本低、可大量生產(chǎn)的優(yōu)點。就薄膜太陽能電池基板的組成而言，其基本工藝會經(jīng)過三層沉積(d印osition)、三道激光劃線(scribe)手續(xù)，如下面所述首先，先以物理氣相沉積工藝 (PVD)在預(yù)訂尺寸的玻璃基板上鍍上一層透明導(dǎo)電薄膜CTransparent Conductive Oxide, TC0)，其選擇透光性高及導(dǎo)電性佳的材質(zhì)來代替一般的導(dǎo)電金屬層，如氧化銦錫(ITO)、氧化錫(SnO2)、或氧化鋅(SiO)等。接著以紅外線激光劃線定義其前電極圖案(patterning)。 至此為第一道沉積與劃線手續(xù)。第二階段為主吸收層(Active layer)的制作，其一般以等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition, PECVD)工藝在電極面上長出一層p-i-n類型排列的氫化非晶硅結(jié)構(gòu)(p-a-Si:H/i-a-Si:H/n-a-Si:H)， 此主吸收層是以p-n半導(dǎo)體接面(p-n結(jié)，p-njunction)作為光吸收及能量轉(zhuǎn)換的主體結(jié)構(gòu)。此步驟后同樣會進行激光劃線步驟，為制作出的主吸收層定義圖案，至此為第二道沉積與劃線手續(xù)。最后再以濺鍍(sputter)工藝在其上形成鋁/銀材質(zhì)為主的背部電極 (backcontact)，并進行第三道激光劃線定義出其背部電極圖形。對于上述工藝而言，由于三道沉積手續(xù)所生長出來的薄膜，包括透明導(dǎo)電膜、 P-I-N層、及背部電極等，皆為導(dǎo)電的材質(zhì)，故薄膜靠近玻璃基板的各層邊緣容易互相或與外界接觸，使太陽能電池的正面與背面產(chǎn)生并聯(lián)式分路效應(yīng)或是漏電流(current leakage)現(xiàn)象。為此，生長出來的各薄膜尚須經(jīng)過邊緣隔離(edge isolation)與邊緣除膜 (edge deletion)步驟來將薄膜靠近基板邊緣的區(qū)域去除，防止短路或漏電流發(fā)生，避免影響太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。目前太陽能電池業(yè)界有數(shù)種邊緣除膜方式，包括激光除膜、噴砂除膜、及人工酸洗等，但上述方式可能會產(chǎn)生硅元件的損毀或變質(zhì)、表面污染、或處理過程中破片等工藝上的疑慮。再者，薄膜太陽能電池共具有三道鍍膜結(jié)構(gòu)，故亦須進行三次邊緣除膜動作，此作法不僅會增加上述工藝上的風(fēng)險，同時亦會降低工廠整體的產(chǎn)能。為此，現(xiàn)今業(yè)界尚可對薄膜太陽能電池的邊緣除膜步驟進行改良，以簡化其工藝并增進其工藝可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述工藝上的需求，本發(fā)明提出了一種用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法，方法中利用一遮蔽物來遮蓋太陽能電池基板的非鍍覆區(qū)以避免薄膜于其上生成，并于鍍膜完成后移除該遮蔽物達成邊緣去膜效果。本發(fā)明的觀點在于舍棄傳統(tǒng)業(yè)界采用邊緣去膜(edge deletion)工藝來去除邊緣區(qū)上的薄膜，而以一金屬遮蔽物來防止薄膜于非鍍覆區(qū)上形成；本發(fā)明的一個目的在于通過省去邊緣去膜的步驟來簡化薄膜太陽能電池工藝，節(jié)省其制造成本并增進產(chǎn)能；本發(fā)明的一個目的在于省去易造成基板表面污染與損傷的邊緣去膜工藝來達到較佳的工藝可靠度與產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明提供了一種用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法，該方法包含下列步驟準備一欲進行鍍膜的基板；在該基板工藝面上的非鍍覆區(qū)覆上金屬遮蔽物；進行鍍膜工藝；及將該金屬遮蔽物自完成鍍膜的該基板上移除。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，其中該鍍膜為薄膜太陽能電池的透明導(dǎo)電層、P-I-N 半導(dǎo)體層、或背電極層。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，其中該鍍膜工藝為等離子體輔助化學(xué)氣相沉積 (PECVD)、低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)、物理氣相沉積(PVD)、或濺鍍(Sputter)。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，其中該金屬遮蔽物的材質(zhì)為鋁。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，其中該非鍍覆區(qū)位于該基板工藝面周圍，用以使該鍍膜與該基板外界環(huán)境電性絕緣。本發(fā)明的其它系統(tǒng)、方法、特征及優(yōu)點都將于后續(xù)的附圖與詳細敘述中變得愈加明顯。其意欲將所有這些額外的系統(tǒng)、方法、特征及優(yōu)點都含括于此描述與本發(fā)明的范疇之中，并由請求保護范圍所保護。此節(jié)中不應(yīng)有任何事物、用語被視為是對所請求保護范圍的限制。下列將討論本發(fā)明其它的觀點與優(yōu)點。


圖1為顯示本發(fā)明薄膜太陽能電池鍍膜方法的范例示意圖。圖中的組成元件并不一定符合比例，而是以強調(diào)的方式描繪出本發(fā)明的原理。在圖中，相同的元件是于不同圖標中標出相同對應(yīng)的部分。圖中主要符號說明100步驟 102基板 104非鍍覆區(qū) 110步驟112遮蔽物 120步驟 122鍍覆面 130步驟
具體實施方式
參閱附圖與后續(xù)描述將可更了解本發(fā)明的系統(tǒng)及方法。文中未詳列暨非限制性的實施例則請參考后續(xù)附圖的描述。請參照圖1，其為本發(fā)明薄膜太陽能電池鍍膜方法的實施范例。首先在步驟100 中，準備一欲進行鍍膜工藝的基板102。就薄膜太陽能電池的制作而言，該基板102可能為一玻璃、塑料、或是金屬基板，基板102面為其鍍覆面(active layer)，上面將鍍上薄膜太陽能電池的各結(jié)構(gòu)層，如透明導(dǎo)電層(TCO，Transparent Conductive Oxide)、P_I_N半導(dǎo)體層(p-a-Si:H/i-a-Si:H/n-a-Si:H)、及背部電極(Back Contact)等。在此步驟中，玻璃的準備可能包括了清洗、磨邊、或鉆孔等前置動作，以確保或方便后續(xù)工藝的進行。圖中基板 102鍍覆面上有一框形虛線定義出基板102周圍的非鍍覆區(qū)104，此即一般鍍膜后會進行邊緣除膜工藝的區(qū)域。在步驟110中，有別于一般現(xiàn)有技術(shù)直接開始進行鍍膜工藝，本實施例方法提出了一個設(shè)置步驟來取代后續(xù)的除膜步驟。如圖所示，于此步驟中，基板102鍍覆面上的非鍍覆區(qū)104會安上金屬材質(zhì)的遮蔽物112，如圖中的框形結(jié)構(gòu)。該框形遮蔽物112的作用在于遮覆其下的非鍍覆區(qū)104以避免薄膜于其上生成。有別于防鍍膜或防鍍噴漆的機制，該金屬遮蔽物112并非固定在該基板102上，而是可于鍍膜工藝完成后直接從基板102上移除， 以方便工藝的進行。于本實施例中，該金屬遮蔽物112為鋁條，可取代非鍍覆區(qū)104接受薄膜粒子的沉附，以達到防鍍遮蔽效果。須注意圖中的框形非鍍覆區(qū)104僅為一例示，在其它實施例中，基板的非鍍覆區(qū)104可為任何平面形狀，而本發(fā)明的金屬遮蔽物112可隨該非鍍覆區(qū)104的形狀而做改變，以達成其防鍍效果。在步驟120中，帶有金屬遮蔽物112的基板102會送入工藝腔體中開始鍍膜工藝。就薄膜太陽能電池的制作而言，其欲鍍上的薄膜可包含透明導(dǎo)電層、P-I-N半導(dǎo)體層、及背部電極等結(jié)構(gòu)層，其采用的工藝可能包括PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor D印osition，等離子體輔助化學(xué)氣相沉積)、LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor D印osition，低壓化學(xué)氣相沉積)、PVD(Physical Vapor D印osition，物理氣相沉積)、或 Sputter(濺鍍)等薄膜工藝。如圖中所示，除了基板102的鍍覆面122外，金屬遮蔽物112 亦會取代下方的非鍍覆面鍍上該層薄膜。完成鍍膜工藝后，最后的步驟130即將金屬遮蔽物112移除。本實施例的金屬遮蔽物112并非固置在基板102上，如采用框罩的方式，故可方便其移除。如圖所示，因金屬遮蔽物112的屏蔽，移除后的基板102非鍍覆面104上不會鍍上任何薄膜。綜上所言，本發(fā)明以遮蔽物進行鍍膜的好處在于一、工藝手續(xù)簡單，業(yè)者不需添置復(fù)雜昂貴的機臺，僅需齊備各基板所需的遮蔽物，且該遮蔽物可重復(fù)使用，節(jié)省材料成本。二、本發(fā)明的遮蔽物是安在或罩在欲鍍膜的基板上，而非以結(jié)件等機械方式固置，故不會影響或損傷到太陽能電池基板的結(jié)構(gòu)。三、一般現(xiàn)有技術(shù)的除膜工藝需有多道的步驟與手續(xù)，不僅增加工藝成本，且有損傷基板表面與受到除膜粒子污染的風(fēng)險。故此，本發(fā)明提供的鍍膜方法可簡化一般傳統(tǒng)的鍍膜工藝，并可增進其工藝的可靠度。在此所述的實施例附圖是使閱讀者對本發(fā)明各不同實施例結(jié)構(gòu)有通盤性的了解。 該附圖與說明并非意欲對利用此處所述結(jié)構(gòu)或方法的裝置與系統(tǒng)中的所有組件及特征作完整的描述。于檢閱本發(fā)明說明書中，熟悉本發(fā)明領(lǐng)域的技術(shù)人員將更能明白本發(fā)明許多其它的實施例，其得以采由或得自本發(fā)明的公開。在不悖離本發(fā)明范疇的情況下，發(fā)明中可
5以進行結(jié)構(gòu)與邏輯的置換與改變。此外，附圖僅用于呈具而非按比例所繪制。附圖中的某些部分可能會被放大強調(diào)，而其它部分可能被簡略。據(jù)此，本發(fā)明的公開與附圖理視為描述而非限制性質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法，該方法包含下列步驟 準備一欲進行鍍膜的基板；在該基板工藝面上的非鍍覆區(qū)覆上金屬遮蔽物； 進行鍍膜工藝；及將該金屬遮蔽物自完成鍍膜的該基板上移除。
2.如權(quán)利要求1所述的用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法，其中該鍍膜為薄膜太陽能電池的透明導(dǎo)電層、P-I-N半導(dǎo)體層、或背電極層。
3.如權(quán)利要求1所述的用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法，其中該鍍膜工藝為等離子體輔助化學(xué)氣相沉積、低壓化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、或濺鍍。
4.如權(quán)利要求1所述的用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法，其中該金屬遮蔽物的材質(zhì)為鋁。
5.如權(quán)利要求1所述的用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法，其中該非鍍覆區(qū)位于該基板工藝面周圍，用以使該鍍膜與該基板外界環(huán)境電性絕緣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于薄膜太陽能電池制造的鍍膜方法。方法中利用一遮蔽物來遮蓋太陽能電池基板的非鍍覆區(qū)以避免薄膜于其上生成，并于鍍膜完成后移除該遮蔽物。具體方法包含下列步驟準備一欲進行鍍膜的基板；在該基板工藝面上的非鍍覆區(qū)覆上金屬遮蔽物；進行鍍膜工藝；及將該金屬遮蔽物自完成鍍膜的該基板上移除。
文檔編號C23C16/04GK102234759SQ201010170528
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者張一熙 申請人:亞洲太陽科技有限公司