薄膜太陽能電池及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及太陽能電池領(lǐng)域，更具體地，涉及薄膜太陽能電池及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本公開涉及薄膜光伏太陽能電池的制造。
[0003]太陽能電池是用于通過光伏(PV)效應(yīng)從太陽光產(chǎn)生電流的電子器件。薄膜太陽能電池具有沉積在襯底上的PV材料的薄膜的一個或多個層。PV材料的膜厚度可以是納米級或微米級。
[0004]用作太陽能電池中的吸收層的薄膜PV材料的實例包括銅銦鎵硒(CIGS)和碲化鎘。吸收層吸收光用于轉(zhuǎn)換成電流。太陽能電池也包括前接觸層和后接觸層以幫助光捕捉和光電流提取且為太陽能電池提供電接觸。許多太陽能電池也包括作為吸收層和前接觸層之間的中間層的緩沖層，以改進(jìn)層界面特性和在進(jìn)一步處理期間保護(hù)吸收層。然而，用于薄膜沉積的一些常用工藝導(dǎo)致對薄膜子結(jié)構(gòu)的損害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于制造太陽能電池的方法，包括:在襯底的前側(cè)上形成后接觸層；在所述后接觸層上形成吸收層；在所述襯底的后側(cè)上施加保護(hù)層；在所述吸收層上沉積緩沖層，其中，在所述沉積期間在所述襯底的后側(cè)上沉積過量的緩沖材料；以及去除在所述襯底的后側(cè)上的所述保護(hù)層和所述過量的緩沖材料。
[0006]在上述方法中，其中，通過化學(xué)浴沉積(CBD)實施所述沉積步驟。
[0007]在上述方法中，其中，所述沉積步驟包括:將所述吸收層浸入緩沖溶液槽中；以及清洗所述吸收層，以從所述吸收層去除所述緩沖溶液。
[0008]在上述方法中，其中，在約5°C到約120°C的溫度范圍內(nèi)實施所述沉積步驟。
[0009]在上述方法中，其中，通過化學(xué)浴沉積(CBD)實施所述沉積步驟；在約5°C到約120°C的恒浴溫度范圍內(nèi)實施所述浸潰步驟。
[0010]在上述方法中，其中，通過化學(xué)浴沉積(CBD)實施所述沉積步驟；在約50°C到約100°C的恒浴溫度范圍內(nèi)實施所述浸潰步驟。
[0011]在上述方法中，其中，通過化學(xué)浴沉積(CBD)實施所述沉積步驟；所述浸潰步驟包括將所述吸收層浸入所述緩沖溶液槽中約15分鐘以上的一段時間。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于制造太陽能電池的方法，包括:提供太陽能電池子結(jié)構(gòu)，所述太陽能電池子結(jié)構(gòu)包括位于襯底的前側(cè)上方的吸收層；在與所述前側(cè)相對的所述襯底的后側(cè)上施加保護(hù)層；在所述太陽能電池子結(jié)構(gòu)周圍沉積緩沖層，所述沉積包括在所述吸收層上沉積所述緩沖層；以及從所述子結(jié)構(gòu)去除所述保護(hù)層。
[0013]在上述方法中，其中，所述保護(hù)層包括靜電材料。
[0014]在上述方法中，其中，所述保護(hù)層包括粘合劑。
[0015]在上述方法中，其中，所述保護(hù)層包括靜電帶。
[0016]在上述方法中，其中，所述保護(hù)層包括選自由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯酯和聚酰胺組成的組的材料。
[0017]在上述方法中，其中，所述保護(hù)層具有在從約0.5mm到約5mm的范圍內(nèi)的厚度。
[0018]在上述方法中，其中，所述施加步驟包括以所述保護(hù)層覆蓋所述后側(cè)并且將所述保護(hù)層壓在所述后側(cè)上。
[0019]在上述方法中，其中，施加所述保護(hù)層以便包括延伸超過所述襯底的邊緣的自由端，且所述去除的步驟包括:在所述自由端處抓緊所述保護(hù)層；以及從所述子結(jié)構(gòu)分離所述保護(hù)層。
[0020]在上述方法中，其中，所述吸收層包括銅銦鎵硒(CIGS)。
[0021]在上述方法中，其中，所述緩沖層包括硫化鎘(CdS)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種太陽能電池子結(jié)構(gòu)，包括:后接觸層，位于襯底的前側(cè)上方；吸收層，位于所述后接觸層上方；以及保護(hù)層，位于所述襯底的后側(cè)上。
[0023]在上述太陽能電池子結(jié)構(gòu)中，其中，所述保護(hù)層包括靜電帶。
[0024]在上述太陽能電池子結(jié)構(gòu)中，其中，所述保護(hù)層包括靜電帶；還包括:緩沖層，位于所述吸收層上，所述緩沖層包括緩沖層材料；以及額外的緩沖層材料，位于所述保護(hù)層上。
【附圖說明】
[0025]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，通過以下詳細(xì)描述可以最佳理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各個部件未按比例繪出。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。
[0026]圖1A至圖1D是根據(jù)一些實施例的太陽能電池子結(jié)構(gòu)的示意截面圖。
[0027]圖2是根據(jù)一些實施例制造太陽能電池的方法的流程圖。
[0028]圖3是根據(jù)一些實施例制造太陽能電池的方法的流程圖。
[0029]圖4A至圖4E是根據(jù)一些實施例的太陽能電池子結(jié)構(gòu)的底視立體圖。
[0030]圖5是根據(jù)一些實施例制造太陽能電池的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)主題的不同特征的不同實施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實例，并不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實施例，且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本公開可以在各個實例中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。該重復(fù)是為了簡明和清楚的目的，而且其本身不指示所討論的各個實施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
[0032]而且，為了便于描述，在此可以使用諸如“在…下面”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空間相對術(shù)語以描述如圖中所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中示出的方位外，空間相對術(shù)語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并且在此使用的空間相對描述符可以同樣地作相應(yīng)的解釋。
[0033]結(jié)合附圖提供了該方法的更多細(xì)節(jié)和根據(jù)該方法形成的結(jié)構(gòu)。示例性實施例的描述旨在結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀，附圖被認(rèn)為是整個書面描述的部分。
[0034]圖1A至圖1D示出了根據(jù)一些實施例的太陽能電池子結(jié)構(gòu)10的截面圖。在一些實施例中，太陽能電池子結(jié)構(gòu)10包括位于襯底20的前側(cè)21上的后接觸層30，位于后接觸層30上的吸收層40以及位于襯底20的后側(cè)22上的保護(hù)層50。太陽能電池子結(jié)構(gòu)10也可以包括位于吸收層40上方的緩沖層60。
[0035]圖2示出了描述用于制造太陽能電池的廣義的方法100的流程圖。在步驟145中，提供太陽能電池子結(jié)構(gòu)。在如圖3所示的一些實施例中，步驟145可以包括用于提供襯底的子步驟120、用于在襯底上方形成后接觸層的子步驟130以及用于在襯底和/或后接觸層上方形成吸收層的子步驟140。如圖1A中所示，在步驟145中提供的太陽能電池子結(jié)構(gòu)10可以包括位于襯底20上方的后接觸層30和位于后接觸層30上方的吸收層40。在一些實施例中，在襯底20上直接形成后接觸層30，并且在后接觸層30上直接形成吸收層40。
[0036]襯底20包括任何合適的襯底材料。在一些實施例中，襯底20可以包括諸如鈉鈣玻璃的玻璃襯底、或柔性金屬箔或塑料膜。在一些實施例中，襯底20的厚度范圍可以是從約50nm到約2μηι。例如，在一些實施例中，厚度可以偏離正負(fù)0.5nm,或正負(fù)Inm,或正負(fù)5nm。
[0037]后接觸層30包括諸如金屬的任何合適的導(dǎo)電材料。在一些實施例