薄膜太阳能电池及其形成方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及太阳能电池领域，更具体地，涉及薄膜太阳能电池及其形成方法。
【背景技术】
[0002]本公开涉及薄膜光伏太阳能电池的制造。
[0003]太阳能电池是用于通过光伏(PV)效应从太阳光产生电流的电子器件。薄膜太阳能电池具有沉积在衬底上的PV材料的薄膜的一个或多个层。PV材料的膜厚度可以是纳米级或微米级。
[0004]用作太阳能电池中的吸收层的薄膜PV材料的实例包括铜铟镓硒(CIGS)和碲化镉。吸收层吸收光用于转换成电流。太阳能电池也包括前接触层和后接触层以帮助光捕捉和光电流提取且为太阳能电池提供电接触。许多太阳能电池也包括作为吸收层和前接触层之间的中间层的缓冲层，以改进层界面特性和在进一步处理期间保护吸收层。然而，用于薄膜沉积的一些常用工艺导致对薄膜子结构的损害。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明提供了一种用于制造太阳能电池的方法，包括:在衬底的前侧上形成后接触层；在所述后接触层上形成吸收层；在所述衬底的后侧上施加保护层；在所述吸收层上沉积缓冲层，其中，在所述沉积期间在所述衬底的后侧上沉积过量的缓冲材料；以及去除在所述衬底的后侧上的所述保护层和所述过量的缓冲材料。
[0006]在上述方法中，其中，通过化学浴沉积(CBD)实施所述沉积步骤。
[0007]在上述方法中，其中，所述沉积步骤包括:将所述吸收层浸入缓冲溶液槽中；以及清洗所述吸收层，以从所述吸收层去除所述缓冲溶液。
[0008]在上述方法中，其中，在约5°C到约120°C的温度范围内实施所述沉积步骤。
[0009]在上述方法中，其中，通过化学浴沉积(CBD)实施所述沉积步骤；在约5°C到约120°C的恒浴温度范围内实施所述浸溃步骤。
[0010]在上述方法中，其中，通过化学浴沉积(CBD)实施所述沉积步骤；在约50°C到约100°C的恒浴温度范围内实施所述浸溃步骤。
[0011]在上述方法中，其中，通过化学浴沉积(CBD)实施所述沉积步骤；所述浸溃步骤包括将所述吸收层浸入所述缓冲溶液槽中约15分钟以上的一段时间。
[0012]根据本发明的另一个方面，提供了一种用于制造太阳能电池的方法，包括:提供太阳能电池子结构，所述太阳能电池子结构包括位于衬底的前侧上方的吸收层；在与所述前侧相对的所述衬底的后侧上施加保护层；在所述太阳能电池子结构周围沉积缓冲层，所述沉积包括在所述吸收层上沉积所述缓冲层；以及从所述子结构去除所述保护层。
[0013]在上述方法中，其中，所述保护层包括静电材料。
[0014]在上述方法中，其中，所述保护层包括粘合剂。
[0015]在上述方法中，其中，所述保护层包括静电带。
[0016]在上述方法中，其中，所述保护层包括选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯酯和聚酰胺组成的组的材料。
[0017]在上述方法中，其中，所述保护层具有在从约0.5mm到约5mm的范围内的厚度。
[0018]在上述方法中，其中，所述施加步骤包括以所述保护层覆盖所述后侧并且将所述保护层压在所述后侧上。
[0019]在上述方法中，其中，施加所述保护层以便包括延伸超过所述衬底的边缘的自由端，且所述去除的步骤包括:在所述自由端处抓紧所述保护层；以及从所述子结构分离所述保护层。
[0020]在上述方法中，其中，所述吸收层包括铜铟镓硒(CIGS)。
[0021]在上述方法中，其中，所述缓冲层包括硫化镉(CdS)。
[0022]根据本发明的又一个方面，提供了一种太阳能电池子结构，包括:后接触层，位于衬底的前侧上方；吸收层，位于所述后接触层上方；以及保护层，位于所述衬底的后侧上。
[0023]在上述太阳能电池子结构中，其中，所述保护层包括静电带。
[0024]在上述太阳能电池子结构中，其中，所述保护层包括静电带；还包括:缓冲层，位于所述吸收层上，所述缓冲层包括缓冲层材料；以及额外的缓冲层材料，位于所述保护层上。
【附图说明】
[0025]当结合附图进行阅读时，通过以下详细描述可以最佳理解本发明的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘出。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
[0026]图1A至图1D是根据一些实施例的太阳能电池子结构的示意截面图。
[0027]图2是根据一些实施例制造太阳能电池的方法的流程图。
[0028]图3是根据一些实施例制造太阳能电池的方法的流程图。
[0029]图4A至图4E是根据一些实施例的太阳能电池子结构的底视立体图。
[0030]图5是根据一些实施例制造太阳能电池的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031]以下公开内容提供了许多用于实现主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，并不旨在限制本发明。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触形成的实施例，且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本公开可以在各个实例中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简明和清楚的目的，而且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或结构之间的关系。
[0032]而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下面”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语以描述如图中所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中示出的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。
[0033]结合附图提供了该方法的更多细节和根据该方法形成的结构。示例性实施例的描述旨在结合附图进行阅读，附图被认为是整个书面描述的部分。
[0034]图1A至图1D示出了根据一些实施例的太阳能电池子结构10的截面图。在一些实施例中，太阳能电池子结构10包括位于衬底20的前侧21上的后接触层30，位于后接触层30上的吸收层40以及位于衬底20的后侧22上的保护层50。太阳能电池子结构10也可以包括位于吸收层40上方的缓冲层60。
[0035]图2示出了描述用于制造太阳能电池的广义的方法100的流程图。在步骤145中，提供太阳能电池子结构。在如图3所示的一些实施例中，步骤145可以包括用于提供衬底的子步骤120、用于在衬底上方形成后接触层的子步骤130以及用于在衬底和/或后接触层上方形成吸收层的子步骤140。如图1A中所示，在步骤145中提供的太阳能电池子结构10可以包括位于衬底20上方的后接触层30和位于后接触层30上方的吸收层40。在一些实施例中，在衬底20上直接形成后接触层30，并且在后接触层30上直接形成吸收层40。
[0036]衬底20包括任何合适的衬底材料。在一些实施例中，衬底20可以包括诸如钠钙玻璃的玻璃衬底、或柔性金属箔或塑料膜。在一些实施例中，衬底20的厚度范围可以是从约50nm到约2μηι。例如，在一些实施例中，厚度可以偏离正负0.5nm,或正负Inm,或正负5nm。
[0037]后接触层30包括诸如金属的任何合适的导电材料。在一些实施例