專利名稱：薄膜型太陽能電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜型太陽能電池，并且更具體地，涉及一種通過使用具有高太 陽光線透射率和色散率的基板而具有高效率的薄膜型太陽能電池。
背景技術(shù)：
具有半導(dǎo)體性能的太陽能電池將光能轉(zhuǎn)換成電能。以下將對(duì)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。太陽能電池 以PN結(jié)結(jié)構(gòu)形成，在該P(yáng)N結(jié)結(jié)構(gòu)中，正(P)型半導(dǎo)體與負(fù)(N)型半導(dǎo)體結(jié)合成結(jié)。當(dāng)太陽 光線入射到具有PN結(jié)結(jié)構(gòu)的太陽能電池上時(shí)，因?yàn)樘柟饩€的能量，在半導(dǎo)體中產(chǎn)生空穴 ⑴和電子(_)。借助于PN結(jié)區(qū)域中產(chǎn)生的電場(chǎng)，空穴⑴朝P型半導(dǎo)體漂移，而電子㈠ 朝N型半導(dǎo)體漂移，從而隨著電勢(shì)的出現(xiàn)，產(chǎn)生電力。太陽能電池主要可以分為晶片型太陽能電池和薄膜型太陽能電池。晶片型太陽能電池使用由諸如硅的半導(dǎo)體材料制成的晶片。同時(shí)，通過在玻璃基 板上形成薄膜型的半導(dǎo)體來制造薄膜型太陽能電池。就效率而言，晶片型太陽能電池比薄膜型太陽能電池更好。但是，在晶片型太陽能 電池的情況下，因?yàn)樵谥圃旃に嚨膶?shí)施上的困難，所以難以實(shí)現(xiàn)薄的厚度。另外，晶片型太 陽能電池使用價(jià)格高昂的半導(dǎo)體基板，從而增加了它的制造成本。雖然薄膜型太陽能電池在效率上次于晶片型太陽能電池，但是薄膜型太陽能電池 具有一些優(yōu)點(diǎn)，例如，纖薄外形的實(shí)現(xiàn)以及低價(jià)材料的使用。因此，薄膜型太陽能電池適于 大規(guī)模生產(chǎn)。薄膜型太陽能電池通過順序執(zhí)行的如下步驟制造在玻璃基板上形成前電極，在 前電極上形成半導(dǎo)體層，以及在半導(dǎo)體層上形成后電極。在下文中，將參照附圖對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的薄膜型太陽能電池進(jìn)行說明。圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)的薄膜型太陽能電池的截面圖。如圖1中所示，現(xiàn)有技術(shù)的薄膜型太陽能電池包括基板10、基板10上的前電極 20、前電極20上的半導(dǎo)體層30以及半導(dǎo)體層30上的后電極50。前電極20形成薄膜型太陽能電池的正⑴電極。此夕卜，因?yàn)榍半姌O20對(duì)應(yīng)于太 陽光線的入射面，所以前電極20由透明導(dǎo)電材料構(gòu)成。半導(dǎo)體層30由諸如硅的半導(dǎo)體材料構(gòu)成。半導(dǎo)體層30以PIN結(jié)構(gòu)形成，該P(yáng)IN 結(jié)構(gòu)具有順序沉積的P(正)型硅層、I (本征)型硅層和N(負(fù))型硅層。后電極50形成薄膜型太陽能電池的負(fù)㈠電極。后電極50由諸如鋁的導(dǎo)電金屬 材料構(gòu)成。通常，現(xiàn)有技術(shù)的薄膜型太陽能電池使用由玻璃構(gòu)成的基板10。然而，如果利用基 板100制造薄膜型太陽能電池，那么入射到基板10上的太陽光線的方向與穿過基板10進(jìn) 入前電極20的太陽光線的方向區(qū)別不大。因此，由于在聚集太陽光線時(shí)受限制，難以提高 太陽能電池的效率。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，針對(duì)上述問題，提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種通過使用具有高 太陽光線透射率和色散率的基板而具有高效率的薄膜型太陽能電池。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)這些目的以及其它優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此具體化以及廣義描 述的，提供一種制造薄膜型太陽能電池的方法，包括制備基板，該基板在其一個(gè)表面上具 有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案；在所述基板上形成前電極；在所述前電極上形成 半導(dǎo)體層；以及在所述半導(dǎo)體層上形成后電極。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造薄膜型太陽能電池的方法包括制備基板，該基 板在其一個(gè)表面上具有圖案化區(qū)域和未圖案化區(qū)域，其中所述圖案化區(qū)域具有不平坦的表 面，所述不平坦的表面具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案，而所述未圖案化區(qū)域具 有平坦的表面，所述平坦的表面不具有所述包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案；形成多 個(gè)前電極，其中所述多個(gè)前電極通過夾在其間的第一分離部分以固定間隔形成；形成多個(gè) 半導(dǎo)體層，其中所述多個(gè)半導(dǎo)體層通過夾在其間的接觸部分以固定間隔在所述前電極上形 成；以及形成多個(gè)后電極，其中所述多個(gè)后電極通過夾在其間的第二分離部分以固定間隔 形成，并且所述多個(gè)后電極通過所述接觸部分與所述前電極連接。形成所述多個(gè)前電極的步驟包括在所述基板上形成前電極層；以及通過從所述 前電極層中去除預(yù)定區(qū)域形成所述第一分離部分，其中，所述第一分離部分位于所述基板 的未圖案化區(qū)域中。形成所述多個(gè)半導(dǎo)體層的步驟包括在所述前電極上形成半導(dǎo)體層；以及通過從 所述半導(dǎo)體層中去除預(yù)定區(qū)域形成所述接觸部分，其中，所述接觸部分位于所述基板的未 圖案化區(qū)域中。形成所述多個(gè)后電極的步驟包括在所述半導(dǎo)體層上形成后電極層；以及通過從 所述后電極層中去除預(yù)定區(qū)域形成第二分離部分，其中，所述第二分離部分位于所述基板 的未圖案化區(qū)域中。此時(shí)，所述圖案化區(qū)域與所述未圖案化區(qū)域交替。此外，該方法還包括在制備所述基板和形成所述前電極的步驟之間對(duì)所述基板進(jìn) 行清洗。此外，對(duì)所述基板進(jìn)行清洗的步驟包括在用于形成所述前電極的裝置中執(zhí)行干洗工序。此外，該方法還包括在所述半導(dǎo)體層和所述后電極之間形成透明導(dǎo)電層。制備所述基板的步驟包括制備薄膜型太陽能電池的基板的熔融液；以及通過使 制備好的熔融液通過第一輥和第二輥之間的間隙來形成薄膜型太陽能電池的基板，其中， 所述第一輥具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案化部分，以在通過所述第一輥時(shí)制造 的薄膜型太陽能電池的基板的一個(gè)表面上產(chǎn)生所述預(yù)定圖案。制備所述基板的步驟包括制備薄膜型太陽能電池的基板的熔融液；以及通過使 制備好的熔融液通過第一輥和第二輥之間的間隙來形成薄膜型太陽能電池的基板，其中，所述第一輥包括圖案化部分和未圖案化部分，所述圖案化部分具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹 陷的預(yù)定圖案，所述未圖案化部分不具有所述包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案，以在 通過所述第一輥時(shí)制造的薄膜型太陽能電池的基板的一個(gè)表面上產(chǎn)生圖案化區(qū)域和未圖 案化區(qū)域。制備所述基板的步驟包括制備兩個(gè)表面都平坦的基板；在所述基板的一個(gè)表面 上形成光刻膠層；在所述光刻膠層上方放置預(yù)定掩模，并向其照射光線；通過顯影被光線 照射的光刻膠層形成光刻膠圖案；在將所述光刻膠圖案用作掩模的條件下，蝕刻所述基板 的一個(gè)表面；以及去除所述光刻膠圖案。用干蝕刻方法、濕蝕刻方法或噴砂處理方法來執(zhí)行對(duì)所述基板的一個(gè)表面的蝕刻步驟。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種薄膜型太陽能電池包括具有包含多個(gè)凸起和多個(gè) 凹陷的預(yù)定圖案的基板；在所述基板上的前電極；在所述前電極上的半導(dǎo)體層；以及在所 述半導(dǎo)體層上的后電極。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，一種薄膜型太陽能電池包括包括圖案化區(qū)域和未圖案 化區(qū)域的基板，所述圖案化區(qū)域具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案，所述未圖案化 區(qū)域不具有所述包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案；多個(gè)前電極，其通過夾在其間的第 一分離部分以固定間隔設(shè)置在所述基板上；多個(gè)半導(dǎo)體層，其通過夾在其間的接觸部分以 固定間隔設(shè)置在所述前電極上；以及多個(gè)后電極，其通過夾在其間的第二分離部分以固定 間隔設(shè)置，并且通過所述接觸部分與所述前電極連接。所述第一分離部分、所述接觸部分和所述第二分離部分中的至少之一形成在與所 述未圖案化區(qū)域?qū)?yīng)的部分處。所述圖案化區(qū)域與所述未圖案化區(qū)域交替。此外，在所述半導(dǎo)體層和所述后電極之間附加地形成前導(dǎo)電層。有益效果根據(jù)本發(fā)明的薄膜型太陽能電池及其制造方法具有以下優(yōu)點(diǎn)。首先，通過使用具有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案的基板來制造薄膜型太陽能電 池。于是，吸收太陽光線的有效區(qū)域增加，從而使太陽光線透射率和色散效率提高。另外，在對(duì)具有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案的基板進(jìn)行清洗之后，在具有預(yù)定圖 案的潔凈基板上形成前電極，所以能夠防止由前電極的有缺陷的沉積而導(dǎo)致的電阻增加。 特別地是，因?yàn)榍逑椿宓墓ば蚴窃谛纬汕半姌O的裝置中實(shí)施的，所以能夠在不使用附加 的清洗裝置的情況下連續(xù)地實(shí)施多個(gè)工序。在制造具有多個(gè)電池單元的薄膜型太陽能電池時(shí)，在基板的未圖案化區(qū)域中形成 第一分離部分、接觸部分和第二分離部分。于是，因?yàn)樵谖磮D案化區(qū)域中沒有激光束的折 射，所以第一分離部分、接觸部分和第二分離部分可以位于精確的位置點(diǎn)上。


圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)的薄膜型太陽能電池的截面圖。圖2(a)到2(d)是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式示出的制造薄膜型太陽能電池的方 法的截面圖。
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圖3(a)到3(h)是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式示出的制造薄膜型太陽能電池的方 法的截面圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式示出的制造薄膜型太陽能電池的基板的裝置 和方法的示意圖。圖5(a)到5(f)是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式示出的制造薄膜型太陽能電池的基 板的方法的截面圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式示出的制造薄膜型太陽能電池的基板的裝置 和方法的示意圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式示出的薄膜型太陽能電池的截面圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式示出的薄膜型太陽能電池的截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，其中的一些例子在附圖中示出。 盡可能地在整個(gè)附圖中使用相同的參考標(biāo)號(hào)來表示相同或相似的部分。在下文中，將參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的薄膜型太陽能電池及其制造方法進(jìn)行描 述。制造薄膜型太陽能電池的方法圖2(a)到2(d)是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式示出的制造薄膜型太陽能電池的方 法的截面圖。首先，如圖2(a)中所示，制備基板100，基板的一個(gè)表面設(shè)置有包含多個(gè)凸起和多 個(gè)凹陷的預(yù)定圖案110?？梢酝ㄟ^圖4的工序制備在其一個(gè)表面上具有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案110的 基板100。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式示出的制造薄膜型太陽能電池的基板的裝置 和方法的示意圖。如圖4中所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的制造薄膜型太陽能電池的 基板的裝置包括熔爐600、第一輥700、第二輥750、冷卻器800和切割器900。熔爐600包括基板100的熔融液100a，其中在熔爐600的一側(cè)形成開口。彼此相 對(duì)的第一輥700和第二輥750設(shè)置在與熔爐600的開口相鄰的外部。在這種情況下，第一 輥700具有不平坦的表面，該不平坦的表面具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案化部 分710，而第二輥750具有平坦的表面。冷卻器800設(shè)置在第一輥700和第二輥750的后 面，而切割器900設(shè)置在冷卻器800的后面。以下將對(duì)使用該裝置來制備薄膜型太陽能電池的基板的工序進(jìn)行說明。首先，在熔爐600中制備基板100的熔融液100a。接著，在制備好的熔融液IOOa 通過第一輥700和第二輥750之后，用冷卻器800冷卻熔融液100a。于是，熔融液IOOa硬 化，接著，根據(jù)預(yù)定尺寸切割硬化的熔融液，從而形成基板100。此時(shí)，根據(jù)第一輥700的預(yù) 定圖案化部分710，使基板100的一個(gè)表面設(shè)置有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案110?？梢酝ㄟ^圖5(a)到5(f)的工序制備在其一個(gè)表面上具有包含凸起和凹陷的預(yù)定 圖案110的基板100。如圖5(a)中所示，制備兩個(gè)表面都平坦的基板100?？梢蕴鎿Q如圖4所示的裝置中的表面具有預(yù)定圖案化部分710的第一輥700，而使用平坦表面的輥來制備兩個(gè)表面都 平坦的基板100。如圖5(b)中所示，在基板100的一個(gè)表面上形成光刻膠層130。如圖5(c)中所示，在光刻膠層130上方設(shè)置預(yù)定掩模140之后，光線通過預(yù)定掩 模140進(jìn)入光刻膠層130。掩模140包括對(duì)應(yīng)于透光區(qū)域的第一區(qū)域142和對(duì)應(yīng)于遮光區(qū) 域的第二區(qū)域144?？紤]到整個(gè)基板100中的具有凸起和凹陷的預(yù)定圖案110，適當(dāng)?shù)夭贾?第一區(qū)域142和第二區(qū)域144。如圖5(d)中所示，通過顯影被光線照射的光刻膠層130來形成光刻膠圖案130a。 圖5(d)示出了通過從光刻膠層130中去除被光線照射的預(yù)定部分而完成光刻膠圖案130a 的情況。但是，根據(jù)光刻膠層130的材料種類，也可以從光刻膠層130中去除未被光線照射 的預(yù)定部分。如圖5(e)中所示，利用光刻膠圖案130a作為掩模，用干蝕刻方法、濕蝕刻方法或 者噴砂處理方法對(duì)基板100的一個(gè)表面進(jìn)行蝕刻。如圖5(f)中所示，通過去除光刻膠圖案130a完成基板100，該基板的一個(gè)表面設(shè) 置有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案110。此后，如圖2(b)中所示，對(duì)基板100進(jìn)行清洗。如在圖2(c)的工序中所獲知的，在基板100上形成前電極200。如果在前述圖2A 的工序所制造的具有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案110的未清洗基板100上形成前電極200， 那么就可能造成前電極200的有缺陷的沉積，從而增加薄膜型太陽能電池的電阻。實(shí)際上，如果在沒有對(duì)基板100進(jìn)行清洗的情況下，直接地將前電極200形成在圖 2(a)的工序所制造的未清洗基板100上(其中前電極200由厚度Ιμπι的ZnO構(gòu)成)，那么 電阻值在15 Ω到540 Ω的范圍內(nèi)。但是，如果在對(duì)圖2(a)的工序所制造的基板100進(jìn)行 清洗之后，將前電極200形成在清潔的基板100上(其中前電極200由厚度1 μ m的ZnO構(gòu) 成)，那么可以很大程度地降低電阻值，使其降低到4.7Ω到5Ω的范圍內(nèi)。清洗基板100的工序可以在附加的清洗裝置中執(zhí)行。這可能產(chǎn)生生產(chǎn)成本增加的 缺點(diǎn)?？紤]到這點(diǎn)，優(yōu)選地，在圖2(c)工序中形成前電極200的裝置中執(zhí)行對(duì)基板100清 洗的工序。更具體地，在將RPSC (遠(yuǎn)程等離子體源清洗)裝置設(shè)置在MOCVD (金屬有機(jī)化學(xué) 氣相沉積)裝置中之后，對(duì)基板100實(shí)施使用RPSC的干洗方法。此時(shí)，將諸如SF6或NF6的 氣體用作主要?dú)怏w，而將諸如02、Ar或N2的氣體用作輔助氣體。如果在形成前電極200的 裝置中執(zhí)行對(duì)基板進(jìn)行清洗的工序，就能夠在不使用附加的清洗裝置的情況下連續(xù)地執(zhí)行 這些工序。如圖2(c)中所示，在基板100上形成前電極200。通過濺射或MOCVD (金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積)用諸如ZnO、ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, Sn02:F或ITO (氧化銦錫)等的透明導(dǎo)電材料形成前電極200。為了使太陽光線以最小損耗傳輸?shù)教柲茈姵貎?nèi)，可以對(duì)前電極200附加地執(zhí)行
紋理化處理。通過使用光刻進(jìn)行蝕刻處理、使用化學(xué)溶液進(jìn)行各向異性蝕刻處理或者機(jī)械劃線 處理，將材料層的表面經(jīng)由紋理化處理設(shè)置成不平坦表面，也就是說，紋理結(jié)構(gòu)。通過對(duì)前 電極200執(zhí)行紋理化處理，由于太陽光線的色散，太陽能電池上的太陽光線反射率降低并
8且太陽能電池上的太陽光線吸收率增加，從而提高了太陽能電池效率。如圖2(d)中所示，在前電極200上順序地形成半導(dǎo)體層300、透明導(dǎo)電層400和后 電極500。通過等離子體CVD方法用硅基半導(dǎo)體材料制成半導(dǎo)體層300。可以通過順序地沉 積P型半導(dǎo)體層、I型半導(dǎo)體層和N型半導(dǎo)體層以PIN結(jié)構(gòu)形成半導(dǎo)體層300。在具有PIN 結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層300中，利用P型半導(dǎo)體層和N型半導(dǎo)體層在I型半導(dǎo)體層中引起耗盡，從 而產(chǎn)生電場(chǎng)。于是，電場(chǎng)使太陽光線產(chǎn)生的電子和空穴漂移，并且漂移的電子和空穴分別聚 集到N型半導(dǎo)體層和P型半導(dǎo)體層中。如果形成具有PIN結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層300，優(yōu)選地，P 型半導(dǎo)體層就位于前電極200上，而I型半導(dǎo)體層和N型半導(dǎo)體層就形成在P型半導(dǎo)體層 上。這是因?yàn)榭昭ǖ钠七w移率低于電子的漂移遷移率。為了使入射光線的聚集效率最大 化，將P型半導(dǎo)體層布置在太陽光線的入射面附近。可以通過濺射或MOCVD (金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積)用諸如ZnO、ZnO:B, ZnO: Al或 Ag等的透明導(dǎo)電材料形成透明導(dǎo)電層400?？梢允÷酝该鲗?dǎo)電層400。但是，為了提高太陽 能電池的效率，設(shè)置透明導(dǎo)電層400是優(yōu)選的。也就是說，當(dāng)形成透明導(dǎo)電層400時(shí)，太陽 光線通過半導(dǎo)體層300，接著通過透明導(dǎo)電層400。在這種情況下，通過透明導(dǎo)電層400的 太陽光線以不同的角度色散。于是，在太陽光線在后電極500上反射之后，在半導(dǎo)體層300 上增加了太陽光線的再入射率?？梢酝ㄟ^濺射或印刷用諸如Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni或Ag+Cu等的金屬材料形成后 電極500。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案110的基板100實(shí)現(xiàn)增加的用于 吸收太陽光線的有效區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)太陽光線透射率和色散率提高。如實(shí)驗(yàn)結(jié)果中所示，如果由ZnO構(gòu)成的前電極200以1 μ m的厚度沉積在常規(guī)的玻 璃基板上，那么太陽光線透射率和色散率分別是83. 9%和1.8%。同時(shí)，如果由ZnO構(gòu)成的 前電極200以Iym的厚度設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的具有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案110的基 板100上，那么太陽光線透射率和色散率分別是87. 2%和79.9%，也就是說，太陽光線的色 散率被大幅度地提高了。圖3(a)到3(h)是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式示出的制造薄膜型太陽能電池的方 法的截面圖，其中根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的薄膜型太陽能電池設(shè)置有串聯(lián)連接的多個(gè) 電池單元。將省略與本發(fā)明的前述實(shí)施方式相同部分的詳細(xì)說明。首先，如圖3(a)中所示，制備基板100，基板100的一個(gè)表面包括圖案化區(qū)域110 和未圖案化區(qū)域120，圖案化區(qū)域110具有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案，而未圖案化區(qū)域 120沒有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案。圖案化區(qū)域110和未圖案化區(qū)域120交替。通過圖6的工序制備在其一個(gè)表面上具有圖案化區(qū)域110和未圖案化區(qū)域120的 基板100。圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式示出的制造薄膜型太陽能電池的基板的裝置 和方法的示意圖。除了第一輥700和基板100外，圖6的裝置和方法與圖4的裝置和方法 相同。如圖6中所示，第一輥700包括圖案化部分710和未圖案化部分720，圖案化部分 710具有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案，而未圖案化部分720沒有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案。隨著第一輥700在薄膜型太陽能電池的基板100的一個(gè)表面上滾動(dòng)，就會(huì)在基板100 的一個(gè)表面上形成圖案化區(qū)域110和未圖案化區(qū)域120，其中圖案化區(qū)域110具有包含凸起 和凹陷的預(yù)定圖案，未圖案化區(qū)域120沒有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案。可以通過圖5(a)到5(f)的工序(但是，對(duì)于圖5(c)的工序，應(yīng)該改變掩模140 的圖案)制備在其一個(gè)表面上設(shè)置有圖案化區(qū)域Iio和未圖案化區(qū)域120的基板100，其中 圖案化區(qū)域110具有預(yù)定圖案，未圖案化區(qū)域120沒有預(yù)定圖案。換句話說，可以通過適當(dāng) 地改變?nèi)鐖D5(c)所示的掩模140中的對(duì)應(yīng)于透光區(qū)域的第一區(qū)域142和對(duì)應(yīng)于遮光區(qū)域 的第二區(qū)域144而獲得在其一個(gè)表面上設(shè)置有圖案化區(qū)域110和未圖案化區(qū)域120的基板 100，其中圖案化區(qū)域110具有預(yù)定圖案，未圖案化區(qū)域120沒有預(yù)定圖案。接著，如圖3(b)中所示，對(duì)基板100進(jìn)行清洗。清洗基板100的工序可以在附加的清洗裝置中執(zhí)行。在將RPSC(遠(yuǎn)程等離子體源 清洗)裝置設(shè)置在用于在圖3(c)的工序中形成前電極層200a的MOCVD(金屬有機(jī)化學(xué)氣 相沉積)裝置中之后，對(duì)基板100實(shí)施使用RPSC的干洗方法。如圖3(c)中所示，在基板100上形成前電極層200a。如圖3(d)中所示，通過從前電極層200a中去除預(yù)定區(qū)域來形成第一分離部分 250。于是，通過夾在各前電極200之間的第一分離部分250以固定間隔形成了多個(gè)前電極 200?？梢酝ㄟ^使用激光束的激光劃線方法來執(zhí)行形成第一分離部分250的工序。如果 激光束照射到具有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案的預(yù)定區(qū)域，激光束就會(huì)折射，所以不能在 預(yù)定區(qū)域中形成第一分離部分250。于是，需要將激光束照射到?jīng)]有包含凸起和凹陷的預(yù)定 圖案的區(qū)域。因此，在基板100上的沒有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案的未圖案化區(qū)域120 中形成了第一分離部分250。如圖3(e)中所示，在前電極200上順序地形成半導(dǎo)體層300a和透明導(dǎo)電層400a。如圖3(f)中所示，通過去除半導(dǎo)體層300a和透明導(dǎo)電層400a的預(yù)定區(qū)域形成接 觸部分350。于是，通過夾在各半導(dǎo)體層300和透明導(dǎo)電層400之間的接觸部分350以固定 間隔形成了多個(gè)半導(dǎo)體層300和多個(gè)透明導(dǎo)電層400?？梢酝ㄟ^使用激光束的激光劃線方法來執(zhí)行形成接觸部分350的工序。鑒于與圖 3(d)的工序相同的原因，在基板100的未圖案化區(qū)域120中形成接觸部分350是優(yōu)選的。如圖3(g)中所示，形成后電極層500a，同時(shí)后電極層500a通過接觸部分350與前 電極200連接。如圖3(h)中所示，通過從后電極層500a中去除預(yù)定區(qū)域形成第二分離部分550。 于是，通過夾在各后電極500之間的第二分離部分550以固定間隔形成了多個(gè)后電極500?？梢酝ㄟ^使用激光束的激光劃線方法來執(zhí)行形成第二分離部分550的工序。因?yàn)?與圖3(d)的工序相同的原因，在基板100的未圖案化區(qū)域120中形成第二分離部分550是 優(yōu)選的。薄膜型太陽能電池圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式示出的薄膜型太陽能電池的截面圖，可以利用 參照?qǐng)D2(a)到2(d)所說明的方法來制造該薄膜型太陽能電池，并且將省略對(duì)各個(gè)部分的 詳細(xì)說明。
如圖7中所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的薄膜型太陽能電池包括基板100、前 電極200、半導(dǎo)體層300、透明導(dǎo)電層400和后電極500?；?00設(shè)置有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案110。前電極200形成在基板100上， 其中前電極200起到薄膜型太陽能電池的正(+)電極的作用。為了提高太陽光線的吸收效 率，前電極200的表面可以依照包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案110而不平坦。半導(dǎo)體層300形成在前電極200上，且半導(dǎo)體層300由硅基半導(dǎo)體材料按照PIN結(jié) 構(gòu)構(gòu)成。透明導(dǎo)電層400形成在半導(dǎo)體層300上，也可以省略透明導(dǎo)電層。后電極500形 成在透明導(dǎo)電層400上，起到薄膜型太陽能電池的負(fù)(-)電極的作用。圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式示出的薄膜型太陽能電池的截面圖，可以通過 參照?qǐng)D3(a)到3(h)所說明的方法來制造該薄膜型太陽能電池，并且將省略對(duì)各個(gè)部分的 詳細(xì)說明。如圖8中所示，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的薄膜型太陽能電池包括基板100、前 電極200、半導(dǎo)體層300、透明導(dǎo)電層400和后電極500?；?00設(shè)置有圖案化區(qū)域110和未圖案化區(qū)域120，其中圖案化區(qū)域110具有包 含凸起和凹陷的預(yù)定圖案，未圖案化區(qū)域120沒有包含凸起和凹陷的預(yù)定圖案。圖案化區(qū) 域110與未圖案化區(qū)域120交替。多個(gè)前電極200通過夾在各前電極200之間的第一分離部分250以預(yù)定間隔形 成。此時(shí)，第一分離部分250形成在基板100的未圖案化區(qū)域120中。多個(gè)半導(dǎo)體層300和多個(gè)透明導(dǎo)電層400通過各半導(dǎo)體層300和透明導(dǎo)電層400 之間的接觸部分350以固定間隔形成。此時(shí)，接觸部分350形成在基板100的未圖案化區(qū) 域120中。后電極500通過接觸部分350與前電極200連接，并且多個(gè)后電極500通過夾在 各后電極500之間的第二分離部分550以固定間隔形成。此時(shí)，第二分離部分550形成在 基板100的未圖案化區(qū)域120中?？梢酝ㄟ^參照?qǐng)D2(a)到2(d)所說明的方法來制造圖7的薄膜型太陽能電池，但 并不限于該方法，并且可以通過參照?qǐng)D3(a)到3(h)所說明的方法來制造圖8的薄膜型太 陽能電池，但并不限于該方法。對(duì)于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員顯見的是，可以在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下， 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種修改和變化。因此，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的范圍及其等效 范圍內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的所有修改和變化。
1權(quán)利要求
一種制造薄膜型太陽能電池的方法，包括制備基板，該基板在其一個(gè)表面上具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案；在所述基板上形成前電極；在所述前電極上形成半導(dǎo)體層；以及在所述半導(dǎo)體層上形成后電極。
2.一種制造薄膜型太陽能電池的方法，包括制備基板，該基板在其一個(gè)表面上具有圖案化區(qū)域和未圖案化區(qū)域，其中所述圖案化 區(qū)域具有不平坦的表面，所述不平坦的表面具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案，而 所述未圖案化區(qū)域具有平坦的表面，所述平坦的表面不具有所述包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷 的預(yù)定圖案；形成多個(gè)前電極，其中所述多個(gè)前電極通過夾在其間的第一分離部分以固定間隔形成；形成多個(gè)半導(dǎo)體層，其中所述多個(gè)半導(dǎo)體層通過夾在其間的接觸部分以固定間隔在所 述前電極上形成；以及形成多個(gè)后電極，其中所述多個(gè)后電極通過夾在其間的第二分離部分以固定間隔形 成，并且所述多個(gè)后電極通過所述接觸部分與所述前電極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，形成所述多個(gè)前電極包括 在所述基板上形成前電極層；以及通過從所述前電極層中去除預(yù)定區(qū)域形成所述第一分離部分，其中，所述第一分離部 分位于所述基板的未圖案化區(qū)域中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，形成所述多個(gè)半導(dǎo)體層包括 在所述前電極上形成半導(dǎo)體層；以及通過從所述半導(dǎo)體層中去除預(yù)定區(qū)域形成所述接觸部分，其中，所述接觸部分位于所 述基板的未圖案化區(qū)域中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，形成所述多個(gè)后電極包括 在所述半導(dǎo)體層上形成后電極層；以及通過從所述后電極層中去除預(yù)定區(qū)域形成第二分離部分，其中，所述第二分離部分位 于所述基板的未圖案化區(qū)域中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述圖案化區(qū)域與所述未圖案化區(qū)域交替。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括在制備所述基板和形成所述前電極的步驟 之間對(duì)所述基板進(jìn)行清洗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，對(duì)所述基板進(jìn)行清洗的步驟包括在用于形成所 述前電極的裝置中執(zhí)行干洗工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括在所述半導(dǎo)體層和所述后電極之間形成透 明導(dǎo)電層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，制備所述基板包括 制備薄膜型太陽能電池的基板的熔融液；以及通過使制備好的熔融液通過第一輥和第二輥之間的間隙來形成薄膜型太陽能電池的 基板，其中，所述第一輥具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案化部分，以在通過所述第 一輥時(shí)制造的薄膜型太陽能電池的基板的一個(gè)表面上產(chǎn)生所述預(yù)定圖案。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，制備所述基板包括 制備薄膜型太陽能電池的基板的熔融液；以及通過使制備好的熔融液通過第一輥和第二輥之間的間隙來形成薄膜型太陽能電池的 基板，其中，所述第一輥包括圖案化部分和未圖案化部分，所述圖案化部分具有包含多個(gè)凸 起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案，所述未圖案化部分不具有所述包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定 圖案，以在通過所述第一輥時(shí)制造的薄膜型太陽能電池的基板的一個(gè)表面上產(chǎn)生圖案化區(qū) 域和未圖案化區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，制備所述基板包括 制備兩個(gè)表面都平坦的基板；在所述基板的一個(gè)表面上形成光刻膠層；在所述光刻膠層上方放置預(yù)定掩模，并向其照射光線；通過顯影被光線照射的光刻膠層形成光刻膠圖案；在將所述光刻膠圖案用作掩模的條件下，蝕刻所述基板的一個(gè)表面；以及去除所述光刻膠圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，用干蝕刻方法、濕蝕刻方法或噴砂處理方法來 執(zhí)行對(duì)所述基板的一個(gè)表面的蝕刻。
14.一種薄膜型太陽能電池，包括具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案的基板； 在所述基板上的前電極； 在所述前電極上的半導(dǎo)體層；以及 在所述半導(dǎo)體層上的后電極。
15.一種薄膜型太陽能電池，包括包括圖案化區(qū)域和未圖案化區(qū)域的基板，所述圖案化區(qū)域具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹 陷的預(yù)定圖案，所述未圖案化區(qū)域不具有所述包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案； 多個(gè)前電極，其通過夾在其間的第一分離部分以固定間隔設(shè)置在所述基板上； 多個(gè)半導(dǎo)體層，其通過夾在其間的接觸部分以固定間隔設(shè)置在所述前電極上；以及 多個(gè)后電極，其通過夾在其間的第二分離部分以固定間隔設(shè)置，并且通過所述接觸部 分與所述前電極連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜型太陽能電池，其中，所述第一分離部分、所述接觸部 分和所述第二分離部分中的至少之一形成在與所述未圖案化區(qū)域?qū)?yīng)的部分處。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜型太陽能電池，其中，所述圖案化區(qū)域與所述未圖案 化區(qū)域交替。
18.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的薄膜型太陽能電池，其中，在所述半導(dǎo)體層和所述后 電極之間附加地形成前導(dǎo)電層。全文摘要
公開了一種薄膜型太陽能電池及其制造方法，其能夠通過使用具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案的基板而增大用于吸收太陽光線的有效區(qū)域，由此提高太陽光線透射率和色散效率，其中該方法包括制備基板，該基板在其一個(gè)表面上具有包含多個(gè)凸起和多個(gè)凹陷的預(yù)定圖案；在基板上形成前電極；在前電極上形成半導(dǎo)體層；以及在半導(dǎo)體層上形成后電極。
文檔編號(hào)H01L31/042GK101904014SQ200880120969
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者權(quán)寄清, 梁昶實(shí), 洪震 申請(qǐng)人:周星工程股份有限公司