专利名称：Solar cell wherein solar photovoltaic thin film is directly formed on base的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种廉价的太阳能电池，这种太阳能电池可安装在建筑、民用工程结 构、或各种运输机械，例如车辆和客车，等的表面上。
背景技术：
传统上，薄膜太阳能电池已在电源效率，耐久性和成本上出现问题。此外，太阳能 电池安装一个建筑物上，一般情况下，面板型太阳能电池单元(包括背面绝缘材料，负电 极，一个发电元件，透明电极，表面保护层)已被放在了外面，如屋顶，并在其后配有一个支 台装置。为了使这种带有支台装置的太阳能电池的附件成为不必要，已提出各种太阳能电 池已与屋顶粘合剂材料整合在一起的装置。例如，在1号专利文件中，描述了一种其中钢板配置成屋面材料的太阳能电池和 一种已被集成的太阳能电池。所描述的屋面材料是由有保护层的太阳能电池，例如氟树脂 膜，以及更容易吸收太阳光的增透膜以及一种与硅或无定形硅配置的PN结型多层结构，一 种将太阳能电池粘在钢板上的胶粘剂层，一种确保当太阳能电池板粘在钢铁上时的绝缘的 涂膜以及一种用以保护和绝缘钢板的涂膜。2号专利文件公开了一种屋顶材料，其中一种做成片状具有弹性的太阳能电池模 块与一种具有曲面的陶瓷屋面基材整合，例如，一种煅烧的瓦是通过有粘性的粘合剂由具 有水力特性的原材料，如水泥，石膏和无机材料做成。此外，3号专利文件公开了一种太阳能电池模块集成到建筑材料，其中的一个太阳 能电池板背面是用粘合剂固定在一个建材面板上，不包括太阳能电池板和建材面板的背面 末端边缘部分。此外，4号专利文件公开了一种实施例，其中一种薄膜太阳能电池通过一种粘在作 为密封层背面的铝复合板上的聚酰亚胺膜上的银或铝结构粘在负电极上。在这种情况下， 没有直接使用铝复合板的铝做为负电极的描述。此外，氟树脂膜是用作表面保护层。此外，5号专利文件公开了一种制作太阳能电池的技术，通过利用一种电镀钢板和 涂面钢板作为基底，利用对负电极背面表面，也就是钢板表面上的聚酯树脂或氟树脂作为 一种绝缘材料，并且用氟树脂膜层压整个部分。另外，在这个例子中，电镀钢板和涂面钢板 并不直接作为负极。此外，氟树脂薄膜用于保护层表面。1号专利文件日本的专利申请公 布号H11-166304。2号专利文件日本的专利申请公布号2000-145074。3号专利文件日 本的专利申请公布号2002-4529。4号专利文件日本的专利申请公布号2002-151718。5 号专利文件日本的专利申请公布号2001-267616。
发明披露
本发明解决的问题在上述在先技术中，示例(4号专利文件)，其中金属建材包括一种铝板和一种钢 板作为基底，金属表面不直接作为太阳能电池的负极使用。此外，一般来说，关于绝缘材料 (5号专利文件)，如陶瓷，通过在负电极和绝缘材料之间插入一种树脂材料制成的绝缘层 或密封层，负电极装在绝缘材料上。但是，其中没有太阳能电池负电极直接装在陶瓷上的例子。此外，有一种太阳能电池，其中薄膜太阳能电池不是直接放到太阳能电池上的，但面板 型太阳能电池单元(绝缘材料，负电极，发电单元，透明电极以及表面保护材料)单独制作 并粘贴到外部。在这种情况下，有一个缺点，就是所需的附加部分会增加成本。传统上，虽 然当试图利用直接附在负电极上的导电基底，有一个问题是，在其表面存在氧化层，使基底 和装在导电基底上的太阳能电池之间电阻变大，并降低发电效率。另一方面，如上所述，如果薄膜太阳能电池是直接装在屋顶材料之上，薄膜太阳能 电池和基材可以整合在一起。因此，不同的是薄膜太阳能电池单元是后粘到屋顶材料的基 材上，附件成本变得不必要了。然而，如上述1至5号专利文件中所描述，传统的集成是通 过用粘合剂提前将作为独立体制作的太阳能电池单元粘合到基材表面上来实现。在这样的 整合中，难以形成一个横跨整个基材表面以达到最大程度延伸的太阳能电池，并且也难以 降低材料成本。此外，在基材上装薄膜太阳能电池时，透明电极是放在最外面的。然而，这 样也有个问题，透明电极很容易因灯或水劣变。本发明的目的是解决有关发电效率，耐用性 以及这样的薄膜太阳能电池成本的问题。
解决问题的方法本发明的第一个方面是提供一种太阳能电池，其包括一种形成在基材上的半导体 薄膜，一种形成在半导体薄膜上的透明导电膜，以及一种含氮的至少覆盖了透明导电膜的 上表面的水分扩散防止膜，。本发明的第二个方面是提供第一方面的太阳能电池，其中水分扩散防止膜是由从 氮化硅薄膜和碳氮化硅薄膜组合中选择任何一个元素形成的。本发明的第三个方面是提供第一，二，三方面中的任何一种太阳能电池，其中，基 材从铁，铝，锌，铜，及其合金组成的组合和表面处理产品中选择，其中上述合金之一的铁合 金包括碳钢和不锈钢，其中上述表面处理产品之一的铁表面处理产品包括镀锌钢板和镀铝 锌钢板，其上述合金之一的铝合金包括硬铝和铜铝合金，其中上述表面处理产品之一的铝 表面处理产品包括阳极氧化铝，其中上述合金之一的铜合金包括黄铜，丝绵和青铜。本发明的第四个方面是提供第一个方面的一种太阳能电池，其中，基材包括一种 非导电材料和形成在非导电材料上的导电膜，其中非导电材料是从塑料，纸张，木材，石材， 陶瓷，玻璃，板岩，板岩混合物和硅酸钙组成的组合中挑选出来的。本发明的第五个方面是提供第一，二，四方面中的任何一方面的太阳能电池，其 中，导电膜是通过采用化学气相沉积，物理气相沉积，热喷涂，涂层和化学镀等方法之一，用 金属，碳或其混合物制作。本发明的第六方面是提供第一，二，三，四和五方面中的任何一方面的太阳能电 池，其中基材的导电膜的表面是进行了超声波清洗和/或酸洗以及氢等离子体处理。本发明的第七方面是提供第一个方面的太阳能电池，其中半导体薄膜包括硅化合 物半导体和锗或其复合材料的任何其中之一。本发明的第八方面是提供第一个方面的太阳能电池，其中透明导电膜的主要材料 是氧化锌，铟锡氧化物或氧化锡。本发明第九方面是提供第一个方面的太阳能电池，其中，基材是由建筑材料，其包 括屋顶材料，瓷砖，浆料，板岩板，铝盘，薄钢板和树脂膜中的至少一种组成。
该发明的作用
据本发明的实施例，它有可能实现至少对太阳能电池的发电效率和薄膜耐用性之 一有所提高并降低成本。
发明介绍
图1的截面图，显示了本发明的第一个太阳能电池的实施例。图2的截面图，显 示了本发明的第二个太阳能电池的实施例。图3的截面图，显示了本发明的第三个太阳能 电池的实施例。图4的截面图，显示了本发明的第四个太阳能电池的实施例。
编号说明1.基材2.半导体薄膜2a. N型半导体薄膜2b. I型半导体薄膜2c. P型半导体薄膜 3.透明电极膜4.水分扩散防止膜5.透明保护膜(板形透明保护层材料)6.密封剂7a.负 极电极材料7b.正极电极材料8.透明保护层材料(膜状透明保护层材料)11.基材12.导 电膜
首诜实施例的详细介绍对于本发明的实施例的太阳能电池，薄膜太阳能电池是在基材上自己形成的。因 此，完整的太阳能电池中的电阻增加的问题和耐用性下降问题得以解决。例如，本发明的实 施例的太阳能电池应用到建筑外墙材料，太阳能电池上的最大光吸收表面是安全可靠的， 相对于通过安装用胶粘剂单独放置在基材上的太阳能电池单元的传统的综合性太阳能电 池。此外，基底，如硅基底或玻璃基底，用于单独构成太阳能电池，成为不必要的。因此，材 料的成本可以降低。在本发明的实施例的太阳能电池中，背侧面是太阳能电池基底本身。因此，例如， 当用陶瓷为基底，作为构成太阳能电池的一个原件的电极不需要通过有机材料来保护。对于一个接收阳光的光吸收表面，通过透明导电薄膜表面上形成一种耐用氮化物 的水分扩散防止膜，太阳能电池薄膜元件可以是安全可靠的。例如，最好形式是至少用氮化 硅薄膜和碳氮化硅(SiCN)薄膜中的一种构成这种水分扩散防止膜。例如，当陶瓷作为本发明实施例的太阳能电池的基材时，与单独形成的面板类型 太阳能电池用胶粘剂粘连接到外部材料而后插入相比，成本可以降低。本发明的实施例可以参照以下所附图纸。图1显示了一个本发明的第一个实施例的太阳能电池截面剖视图。在图1中，编 号1表示基材，其配置太阳能电池。这个基材1在这本发明的实施例中是导电的。更好是 整个基材1是导电的。这导电的基材1可能是由铁，铝，锌，铜，这些金属的合金或用这些金 属进行了表面处理的产品形成的。作为铁合金基材，碳钢或不锈钢是首选。已用铁基材进 行了表面处理的产品可能包括镀锌钢板或镀铝锌钢板。此外，作为铝合金基材，硬铝或铜铝 合金是首选。已用铝基材进行了表面处理的产片可能包括阳极氧化铝。，此外，作为铜合金 基材，黄铜，镍银和青铜是首选。例如，当铝或钢板作为导电的基材时，有很多问题，其中表面形成氧化膜和电导率 下降。根据本发明的实施例，为了利用这些作为电极的导电基材的材料，氧化物是要从表面 去除的。除了去除氧化物，提供其上有薄膜太阳能电池的太阳能电池，。从表面去除氧化膜 的工艺不仅限于上述工艺。但是，在进行超声波清洗工艺和/或在空气中酸性清洗之后，当 在真空中的氢气流动时，高频产生等离子体。基材表面暴露给等离子体。在这种情况下，为了防止氧化劣变，最好是在成膜过程之前通过进行电镀和热喷
5涂到背面，或在完成成膜过程之后通过上漆或粘贴膜，来保护传导基材的背面(相对于已 被分层的该薄膜太阳能电池的表面的背面)。在基底背面上进行这样的工艺可用于发明的 其他实施例。被本发明的这个实施例采用的一种半导体薄膜，至少包含硅，半导体复合物和锗 其中一个或其合成物。编号2代表一种半导体薄膜，其中多个数薄膜元件已是层状，用以配 置薄膜太阳能电池在作为基底的基材1的表面上。编号3代表了外侧表面的透明电极薄膜。如上所述，半导体薄膜2是由多个薄膜元件形成的。在本实施例中，半导体薄膜2 是由3层N-型半导体薄膜2a，i-型半导体薄膜2b和ρ-型半导体薄膜2c型，从表面到基 材1依照这个顺序组成的。也就是说，本实施例的太阳能电池有非晶硅太阳能电池一般所 采用p-i-n连接结构。由上述多层形成的半导体薄膜2 (2a，2b，2c)的形成可通过从表面到基材1，依照η 型半导体薄膜2a，I型半导体薄膜2b和ρ型半导体薄膜的秩序，利用CVD (化学气相沉积) 方法，该方法也可用于普通非晶硅太阳能电池中的半导体薄膜的制作。透明电极膜3，其配置带有半导体薄膜2的太阳能电池，与半导体薄膜2用相同的 方式形成。同样，透明电极薄膜3可通过利用PVD (物理气相沉积)方法并被放置到ρ型半 导体薄膜2c的外表面上。此时成膜温度设置低于该基材1的耐热温度并且低于不导致沉 积的透明电极膜3和P-型半导体薄膜2C之间扩散的温度。水分扩散防止膜4是放在透明电极膜3的外表面上。例如，利用CVD即化学气相沉 积法，该水汽分扩散防止薄膜4可以放置并形成在透明电极膜3的外表面上。一般来说，在 电极上形成半导体薄膜2和透明电极薄膜3，以及形成薄膜太阳能电池的方法中，有一个问 题，即由于光和水汽使薄膜元件包括透明电极薄膜3劣变。不过，在这本发明的实施例中， 该薄膜元件的劣变是可以预防的，其耐用性可通过在透明电极薄膜3的光吸收部分上使用 水分扩散防止膜4得以改善。透明保护板5是一种板形透明保护材料(透明的保护层)，是通过密封剂6黏附到 水分扩散防止膜的外表面。半导体薄膜2 (2a，2b，2c)，透明电极膜3以及水分扩散防止膜4 是用透明防护板5，密封剂6和基材1密封的。从而，耐用性能进一步得到改善。用于黏附 透明保护板5的密封剂可由有机硅树脂，聚氨酯树脂和环氧树脂形成。此外，关于基材1，最好是用电极材料。在这种情况下，用于负电极的电极材料7a 连接到基材1，用于正电极的电极材料7b通过密封剂连接到透明电极膜3。为了很好的连 接电极材料7b及透明电极膜3成为一个透明导电膜，通过汽相沉积并使用焊接，将金属膜 黏附到透明电极膜3的末端，电极材料7b可黏附到透明电极膜3。在这种情况下，当一种夹丝强化玻璃用作透明保护板5时，透明保护板5可以作为 一种透明保护层材料，也可以作为电极材料7b。另一方面，当用作基材的材料是一种弹性铝片或钢板，膜状透明保护层材料8，也 就是说，树脂保护膜可用作透明保护层材料5。也就是说，图2显示了有关本发明的太阳能电池第二个实施例。本发明的这个第 二个实施例同本发明的第一个实施例是一样的，除了膜状透明保护层材料8，S卩，树脂保护 膜，用于代替本发明的第一个实施例中作为透明保护层材料的透明保护板5。因此，相同的编号给予共同的配置元件。因此，该元件的说明，其中与第一个实施例重叠的将被省略。在 本发明的第二实施例中，如图所示，用树脂保护膜覆盖和分开整个发电元件的方法可以加 以利用。对于高分子材料，可用作保护膜，。例如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚乙烯，乙烯 (元)丙烯酸共聚树脂，乙烯醋酸乙烯共聚树脂或氟树脂是首选。接下来，一种关于本发明的太阳能电池的第三个实施，如参考图3所述。在本发明 的第三个实施例的太阳能电池不同于本发明第一个实施例的太阳能电池(图1)，其中第三 个实施例的水分扩散防止膜4不仅覆盖了透明电极膜3的上表面，也覆盖了透明电极膜3 和半导体薄膜2的侧表面。除此之外，第三个实施例的太阳能电池与本发明的第一个实施 例是一样的。因此，相同的编号给予了同样出现在第一个实施例中的配置元件。此外，重叠 部分元件的说明将被省略。在这本发明的第三个实施例中，使用水分扩散防止膜4，这样水分扩散防止膜4覆 盖半导体薄膜2的侧表面。因此，该半导体薄膜2的劣变可以进一步延长，因此耐用性得以 提高。显然易见，覆盖了半导体薄膜2的侧表面的水分扩散防止膜4也可应用于第二，四个 实施例的太阳能电池，这将在下面解释。接下来，是本发明第四个实施例的太阳能电池，如图4所述。在图4中，编号11是 基材，其构成太阳能电池的方式与第一个实施例的基材1的一样。该基材11不同基材1，它 是不导电的。该不导电基材11可能是用由适当的材料制作的，如水泥，陶瓷，塑料，石材，木 材，纸张，玻璃，绝缘的铁素体，板岩，板岩混合物或硅酸钙。当利用绝缘基材11时，导电膜预先形成在其表面上。预先形成在绝缘基材表面上 的导电膜可能是用导电材料，其材料例如用于第一个实施例中的太阳能电池基材1的材料 或那些材料的混合物。通过一些其他方法可以形成导电膜，例如，通过利用化学气相沉积， 物理气相沉积，热喷涂方法，涂装或化学镀等方法之一。如上述组合配置，存在该导电材料 和有机金属混合物的酸性盐类。在第四个实施例中，一种薄膜太阳能电池是这么配置的首先，在基材11表面形 成了导电膜12。然后，半导体薄膜2 (2a，2b，2c)形成在导电膜12的表面上。此外，透明电 极膜3形成在半导体薄膜2的表面上。水分扩散防止膜4放置在透明电极膜3的外表面上。此外，在该表面上，与第一至 三的实施例是一样，透明保护板5是固定并用密封剂6密封在其表面上。该电极材料连接 到形成在基材11上的导电膜12。在这种情况下，负电极的电极材料7a连接到导电膜12。 然后，穿过密封剂，正极的电极材料7b连接到透明电极膜3。在第四个实施例中的半导体薄膜2 (2a, 2b，2c)，透明电极膜3，水分扩散防止膜4 和透明保护板5，同第一个实施例是一样的。因此，对应的原件用相同的编号，并且相应的重 叠部分就省略了。上述本发明的第四个实施例，例如，利用一种技术，如CVD，PVD，热法，喷涂，油漆和 化学镀，导电膜12可用导电材料制作，如金属，金属氧化物，金属氮化物和导电聚合物。在 这个时的成膜温度设定在该基材11的耐热温度及在不导致沉积的透明电极膜3和P-型半 导体薄膜2c之间相互扩散的温度之下。正如上述本发明的第一至四的实施例，薄膜太阳能电池是直接配置在基底上，例
7如导电薄膜12形成基材1或基材11上，并整合进太阳能电池。通过利用这种配置的太阳能 电池，太阳能电池可以配置在上述各种结构类型的表面上，如建筑物，土木工程建筑，车辆， 飞机，船只或空间卫星。在这种情况下，根据要用太阳能电池的地方的环境，本发明的太阳 能电池可以做成平板状或弧形板状。通过配置并结合预定尺寸和形状的太阳能电池，太阳 能电池也可以当作一种带有复杂表面形状的结构表面材料。如上所述，本发明的实施例的太阳能电池是一种使用基材1 (或基材11)本身作为 基底的薄膜太阳能电池配置而成的太阳能电池。因此，与通过使用的胶粘剂粘贴单独配置 的太阳能电池在基材上来配置的太阳能电池相比，，它可以保证作为太阳能电池的最大光 吸收部分。同时用于配置单独个体的太阳能电池的硅基底或玻璃基底成为不必要的，并且 可以降低材料成本。接下来，该太阳能电池的配置和本发明实第1-3的施例的形成过程将说明如下。 实施例11.基材1材料铝合金板，厚度约5毫米(约50 μ m的不均勻表面) 工艺经过喷砂工艺的清洗工艺
清洗工艺用毛刷辊进行物理清洗 I
用碱性清洗液进行超声波清洗的(5分钟) I
用纯净水进行超声波清洗(3分钟) I
用臭氧水进行超声波清洗(5分钟) I
用纯净水冲洗
此外，通过等离子体去除氧化膜，如下所述。氩1SLM和H dOOsccm被传递给一步法淋 浴板型微波刺激高密度等离子体设备(参考非专利文献1)。通过提供3kw的微波功率，有 效生成 自由基并且H自由基主要是去除氧化的铝和表面的水分。此外，也是有可能清除铝(Al)的氧化物及表面的水分，通过传递氩1SLM从二步 法淋浴板形微波刺激高密度等离子体设备(非专利文献1)的上行淋浴板，作为基底偏压使 用约100伏特的射频功率(13.56)到基底(基座)上，并且射离子到等离子区里。此时，另 外一种惰性气体，可用于代替氩气。此外，只要不形成围绕着基底成为自由的等离子体，就 可以合适地选择频率和射频功率。通过进行上述去除氧化膜，半导体薄膜和负电极之间的 电阻可降低，并且能有效地去除电动势。
(非专利文献1)
T. Ohmi, M. Hirayama和A. Teramoto,《以半导体生产为基础的硅刺激反应技术的新领 域》，J. Phys. D ，《应用物理学》，39页1-17行，2006年1月。
2.N型半导体薄膜2a料涂抹P (磷)的硅元素薄膜，厚度IOOOnm工艺化学气相沉积 (微波40ff/cm2,压力IOOmTorr,参考CVD系统)气体流量数氩540cc/min硅烷1. 5cc/mm 磷化氢 0. 03cc/min 氢气 10cc/min
3.I型半导体薄膜2b材料硅薄膜，厚度2 μ m的工艺化学气相沉积(微波40W/cm2， 压力IOOmTorr,参考CVD系统)气体流量数氩540cc/min硅烷1. 5cc/mm氢气10cc/min
4.P型半导体薄膜2c材料涂抹B (硼)的硅薄膜，厚度，IOOOnm工艺化学气相沉积 (微波40W/cm2，压力IOOmTorr,参考CVD系统)气体流量数氩540cc/min硅烷1. 5cc/ mmB2H60. 03cc/min 氧气 10cc/min
5.透明电极膜3材料质ZnO，厚度1μ m工艺物理气相沉积和化学气相沉积(微波 40ff/cm2)，在IOOmTorr之下，气体流量数氩气200cc/min，氧气20cc/min含锌有机金属 有(以下任一 )-.Zn (MOPD) 2 或 C18H30O6ZnDIPZ 或 C6H14ZnDMZn 或 Zn (CH3) 2DEZn 或 Zn (C2H5) 2
6.水分扩散防止膜4材料氮化硅(SiN)薄膜和/或碳氮化硅(SiCN)膜，更确切地说 水分扩散防止膜4如下加工形成。氩气ISLM和NH3气体lOOsccm传递到二步法淋浴板型微波刺激高密度等离子体 设备(非专利文献1)的上行淋浴板，并且3kw的微波功率用于激发等离子体。然后，硅烷 20sCCm传递到较低行的淋浴板来沉积IOOnm的氮化矽薄膜。然后，传递硅烷19sCCm和四 甲基硅烷(SiH(CH3)5) =Isccm进行沉积IOOnm的SiCN薄膜。当重复上述工艺5次，13. 5 μ m 的SiN/SiCN被沉积并且用小应力获得水分扩散防止薄膜。此时，惰性气体可代替氩。队和 H2的混合气体可以用来代替氨气。此外，根据基材的特点，通过调整SiN薄膜和SiCN薄膜 的厚度可以减小在SiN/SiCN中产生的应力。这样，水分扩散防止膜4可以覆盖透明电极膜3的整个表面(光吸收表面)，并可 提高耐用性。此外，通过沉积水分扩散防止膜4，可进一步提高作为太阳能电池的耐用性，这 样不仅透明电极膜3的光吸收表面，以及半导体薄膜2的侧边也可能被覆盖，如上述的第三 个实施例。
7.透明防护板5材料透明玻璃，厚度5毫米工艺黏附(硅树脂作为密封剂6来 黏附透明防护板5，能够密封半导体薄膜2(2a，2b，2c)，透明电极膜3和水分扩散防止膜4。)
8.电极材料的7B(正极)材料树脂包铜线工艺焊接(用焊接将上述铜线连接到透 明电极膜3。)
9.电极材料的第7A(负极)材料树脂包铜导线工艺焊接(用焊接将上面提到的铜 线连接到基材1 (铝塑板)。)此外，丙烯酸清漆涂在铝基底背面(相对于太阳能电池的分 层侧面)。实施例21.基材1材料钢板，厚度5mm，锌/铝电镀
工艺锌/铝电镀工艺之后的清洗工艺
清洗工艺负电极的一面工艺经过喷砂工艺之后清洗工艺 清洗工艺用毛刷辊进行物理清洗 4
用碱性清洗液进行超声波清洗(5分钟) I
用纯净水进行超声波清洗(3分钟) I
用臭氧水进行超声波清洗(5分钟) I
用纯净水冲洗
2.N型半导体薄膜2a与实施例1相同。
3.I型半导体薄膜2b与实施例1相同。4.P型半导体薄膜2c与实施例1相同。
5.透明电极膜3材料ΙΤ0，厚1μ m工艺在IOOmTorr之下进行物理气相沉积，通过瞄 准ΙΤ0，进行氩/氧气(惰性气体/氧气)的反应溅射法。
6.水分扩散防止膜4与实施例1相同。
7.透明防护板5材料透明夹丝玻璃，厚度3mm工艺黏附(用作为密封剂6的聚氨酯 黏附透明防护板5，能够密封半导体薄膜2 (2a, 2b，2c)，透明电极膜3，水分扩散防止膜4)。
8.电极材料的7b(正极)与实施例1相同。
9.电极材料的7a(负电极)与实施例1相同。
10.如果需要，涂层材料可以涂在钢板的背面(相对于太阳能电池的分层侧面)。 实施例31.基材11材料陶瓷砖，厚度，15毫米(金属导电膜放置在表面上)工艺清洗基 材表面，并且通过喷涂工艺，在清洗过的表面上形成了一层铝膜(金属导电膜12)。清洗工艺与实施例1相同。
2.N型半导体薄膜2a与实施例1相同。
3.I型半导体薄膜2b与实施例1相同。
4.P型半导体薄膜2c与实施例1相同。
5.透明电极膜3与实施例1相同。
6.水分扩散防止膜4与实施例1相同。
7.透明防护板5材料透明玻璃，厚度7mm工艺与实施例1相同。
8.电极材料的第7b(正极)与实施例1相同。
9.电极物料7a(负极)材料树脂包铜线工艺焊接(用焊接将上述铜线连接到基材 11表面上的导电膜12。)
此外，上述实施例1至3中，CVD或PVD的工艺温度进行适当设置，例如，考虑到该基材 1或11的耐热温度，设置在100°C -400°C范围内。用于说明以上所述发明的更好的实施例和1至3实施例说明了作为太阳能电池结 构的非晶硅太阳能电池的连接结构。然而，只要基材本身是作为基底配置的，在本发明中的 太阳能电池可以适当地应用到使用锗及化合物的半导体材料的太阳能电池中。
0061]III-V 组=GaAs, InP，AlGaAsII-VI 组CdS，CdTe, and Cu2SI-III 组=CuInSe2, CuInS2工业应用基于本发明实施例的太阳能电池，通过配置使用基材本身作为基底的薄膜太阳能 电池，集成基材和薄膜太阳能电池。因此，与用粘合剂集成连接到基材的独立配置的太阳能 电池相比，能够保证作为太阳能电池的最大光吸收部分。同时，其上独立配置太阳能电池的 基底，例如，硅基底或玻璃基底，成为不必要的。因此，材料的成本可以降低。此外，与独立配置的面板形太阳能电池单元附到太阳能电池之后相比，成本可降 低。此外，通过形成耐用的氮化物水分扩散防止膜的氮化硅膜，和/或用于表面(光吸 收表面)的氮碳化硅膜，得以在透明导电薄膜的表面上吸收太阳光，例如，可能用来保护太 阳能电池的薄膜元件并且持久性得以提高。此外，通过不仅覆盖了透明电极膜的光吸收表 面侧边，也覆盖了带有水分扩散防止膜的薄膜元件侧边，作为太阳能电池的耐久性能得到进一步改善。这样，通过本发明的实施例，太阳能电池可以被整合并能够在几乎所有材料的表 面上设置太阳能电池。特别是，本发明实施例的太阳能电池适合建筑和土木工程结构中的 应用。此外，本发明实施例的太阳能电池可以用作装在各种运输机械表面上的太阳能电池， 如车辆，飞机，船只和卫星，可大大有助于节约能源。该申请请求优先权，基于日本专利申请号2008-030707，于2008年2月12日递交， 其全部内容通过引用包含于此。
权利要求
一种太阳能电池包括一种形成在基材上的半导体薄膜；一种形成在该半导体薄膜上的透明导电膜；及一种至少覆盖了该透明导电膜上部表面的含氮的水分扩散防止膜。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中该水分扩散防止膜至少是由一种氮化硅薄膜和一种碳氮化硅薄膜形成。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中该基材是选自铁，铝，锌，铜及其合金的组合及一种其表面处理产品。 其中该合金中的铁合金包括碳钢和不锈钢，其中该表面处理产品中的铁表面处理产品包括镀锌钢板和镀锌铝薄钢板， 其中该合金中的铝合金中包括硬铝铝和铜铝合金，其中该表面处理产品中的铝表面处理产品包括阳极氧化处理的产品包括阳极化铝，并且其中该合金中的铜铝合金包括黄铜，丝绵和青铜。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中该基材包括一种非导电材料和一种在非导电材料上形成的导电膜， 其中该非导电材料选自塑料，纸张，木材，石材，陶瓷，玻璃，板岩组成，成分，板岩和硅 酸钙组。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中由金属，碳或其混合物形成的该导电膜是由从化学气相沉积，物理气相沉积，热喷 涂，涂层和化学镀的方法组合中所选的一种方法提供的。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中该基材导电薄膜表面进行超声波清洗和/或酸性清洗以及氢离子处理。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中该半导体薄膜包括硅化合物半导体、锗或其合成材料中的任何一个。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中该透明导电膜的主要材料是氧化锌，铟锡氧化物或氧化锡。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中该基材是用建筑材料构建的，其中包括屋顶材料，浆料，瓷砖，石板，铝盘，薄片钢 板，钢板和树脂膜中至少一种。
全文摘要
文档编号H01L31/04GK101952974SQ20098010504
公开日2011年1月19日 申请日期2009年2月10日 优先权日2008年2月12日
发明者Teramoto Akinobu, Moyama Kazuki, Ohmi Tadahiro, Wakayama Yoshihide 申请人:Tokyo Electron Ltd, Univ Tohoku