具有背面缓冲层的太阳能电池及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过将缓冲层、透明电极及栅极电极形成于CIGS光吸收层的下面，从而可使太阳光不受障碍物的干扰而入射至光吸收层的CIGS太阳能电池。
【背景技术】
[0002]太阳能电池通过利用半导体的性质来产生电，具体地，具有使P(positive)型半导体与N(nagative)型半导体相接合的PN接合结构，若太阳光入射至这种太阳能电池，贝Ij借助所入射的太阳光所具有的能量，在上述半导体内产生空穴(hole)及电子(electron)。此时，上述空穴借助在PN接合中所产生的电场来向P型半导体侧移动，上述电子向N型半导体侧移动，以此产生电位。
[0003]太阳能电池可分为基板型太阳能电池和薄膜型太阳能电池，基板型太阳能电池为将硅等的半导体物质自身用作基板来制造出的太阳能电池，薄膜型太阳能电池为在玻璃等的基板上以薄膜的形态形成半导体层来制造出的太阳能电池。近期，通过研发利用CIGS光吸收层的太阳能电池，来谋求提高太阳能电池的效率。
[0004]为了提高太阳能电池的光电转换效率，应提高光吸收层吸收太阳光的比率。如薄膜型太阳能电池，相对于基板型太阳能电池，由于使用薄膜型光吸收层，因而可降低制造成本，但存在光吸收率下降的问题。为了克服这种光吸收率下降的问题，有必要增加到达光吸收层的太阳光的量。
[0005]薄膜型太阳能电池通常具有基板/背面电极/CIGS光吸收层/缓冲层/前表面电极的结构，为了使太阳光到达光吸收层，需经由前表面电极和缓冲层，因此，前表面电极和缓冲层应使用具有透光性的材料。由于透光性越好，到达光吸收层的太阳光的量将会越增加，因而可更加提高光电转换效率。
[0006]在(专利文件I)韩国登录特许公报登录号第10-1108988中，通过在CIGS太阳能电池模块形成具有表面结晶性凹凸结构的前表面透明电极，从而具有可实现入射光的低反射和高吸收率的效果。为此，尤其上述包括具有表面结晶性凹凸结构的前表面透明电极的CIGS太阳能电池模块，其特征在于，包括:背面电极，形成于规定的基板上；CIGS光吸收层，形成于背面电极上；缓冲层，形成于CIGS光吸收层上；前表面透明电极，形成于缓冲层的周围，并通过折射规定的入射光来向CIGS光吸收层传递入射光；以及防反射膜，形成于前表面透明电极上，来用于防止入射光的反射，前表面透明电极由含氟氧化锡成膜，与防反射膜相接触的表面具有用于折射的表面结晶性凹凸结构。通过在CIGS太阳能电池模块形成具有表面结晶性凹凸结构的前表面透明电极，从而可实现入射光的低反射和高吸收率，在CIGS太阳能电池模块中，在形成前表面透明电极表面结晶性凹凸结构方面，具有可调节用于调整反射度的凹凸角的优点。但是，存在由透明电极自身吸收一部分太阳光的缺点。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]为了提高太阳能电池的光电转换效率，应提高光吸收层吸收太阳光的比率。如薄膜型太阳能电池，相对于基板型太阳能电池，由于使用薄膜型光吸收层，因而可降低制造成本，但存在光吸收率下降的问题。为了克服这种光吸收率下降的问题，有必要增加到达光吸收层的太阳光量。
[0009]薄膜型太阳能电池通常具有基板/背面电极/CIGS光吸收层/缓冲层/前表面电极的结构，为了使太阳光到达光吸收层，需经由前表面电极和缓冲层，因此，前表面电极和缓冲层应使用具有透光性的材料。由于透光性越好，到达光吸收层的太阳光的量将会越增加，因而可更加提高光电转换效率。
[0010]本发明的目的在于，提供可以解决在CIGS太阳能电池中，由于太阳光的一部分被缓冲层、前表面电极及栅极电极反射或被吸收而导致无法到达光吸收层的问题，并可通过增加到达光吸收层的太阳光来提高效率的CIGS太阳能电池。
[0011]解决问题的手段
[0012]为了解决上述问题，本发明的太阳能电池通过不在光吸收层的上部形成以往通常位于光吸收层的上部的缓冲层、前表面电极及栅极电极，从而可使太阳光以不经由上述单位功能膜的方式到达光吸收层。由于太阳光中的一部分不被栅极电极反射或不被前表面电极及缓冲层吸收，因此，可以使太阳光直接、无损失地到达光吸收层。
[0013]太阳能电池具有PN接合结构，并且由太阳能产生电子-空穴对，并通过空穴向P型半导体移动以及电子向N型半导体移动来产生电能。若在CIGS光吸收层的上部不形成相当于N型半导体层的缓冲层，则为了维持这种PN接合结构，而需要在CIGS光吸收层的下部形成缓冲层，本发明使第一电极与缓冲层在CIGS光吸收层的下部面不进行电连接。而且，通过在上述缓冲层的下部形成栅极电极，从而可使太阳光在CIGS光吸收层的上部不受障碍物的干扰而达到光吸收层。
[0014]考虑电子-空穴对从光吸收层移动至第一电极或缓冲层的距离，通过制造成使上述缓冲层与上述第一电极以锯齿形状相啮合，从而可缩短电子或空穴的移动距离。
[0015]发明的效果
[0016]本发明通过不在光吸收层的上部形成缓冲层、前表面电极及栅极电极，从而可使太阳光不经由上述单位功能膜而到达光吸收层。太阳光中的一部分不被栅极电极反射或不被前表面电极及缓冲层所吸收，而可使太阳光直接、无损失地到达光吸收层。由于到达光吸收层的太阳光的量增加，因而可提高太阳能电池的效率。通过使缓冲层与第一电极配置成以锯齿状结构相啮合，从而可缩短电子或空穴的移动距离。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的具有背面缓冲层的太阳能电池的结构图。
[0018]图2为示出可对第一电极和缓冲层进行图案化的实施例的示意图。
[0019]图3为按步骤示出具有背面缓冲层的太阳能电池的制造方法的流程图。
[0020]图4为按步骤示出具有背面缓冲层的太阳能电池的制造方法的示意图。
[0021]图5为按步骤示出在背面缓冲层与基板之间包括电极的太阳能电池的制造方法的流程图。
[0022]图6为按步骤示出在背面缓冲层与基板之间包括电极的太阳能电池的制造方法的示意图。
[0023]图7为示出以具有背面缓冲层的太阳能电池作为单体电池，且单体电池之间具有串联结构的太阳能电池模块的一实施例的结构图。
[0024]<附图标记的说明>
[0025]10:基板100 =CIGS光吸收层
[0026]200:第一电极220:第一电极的突出部
[0027]240:第一电极的凹陷部260:第一电极的连接部
[0028]300:缓冲层320:缓冲层的突出部
[0029]340:缓冲层的凹陷部360:缓冲层的连接部
[0030]380:第二电极400:栅极电极
[0031]500:防反射层600:太阳能电池模块
[0032]610:基板620:单体电池的第一电极
[0033]630:单体电池的第二电极640:单体电池的透明电极
[0034]650:单体电池的缓冲层670:单体电池的光吸收层
[0035]680:防反射层690:串联部
【具体实施方式】
[0036]参照附图，将对具有背面缓冲层的太阳能电池及其制造方法的一实施例进行说明。
[0037]图1为本发明的具有背面缓冲层的太阳能电池的结构图，上述太阳能电池包括:基板10 ;第一电极200，形成于上述基板10上的特定区域；缓冲层300，以与上述第一电极200分离规定间隔的方式设置于上述基板10上；以及光吸收层100，形成于上述第一电极200的上部、缓冲层300的上部及上述第一电极200与缓冲层300之间的基板10的上部。此时，若光入射至光吸收层，则将产生电子-空穴对，且电子向缓冲层移动，空穴向第一电极移动。像这样，通过利用吸收光能来使电子与空穴分离的原理来产生电能，因此，上述第一电极200与上述缓冲层300借助上述光吸收层100物质来以电的方式分离。并且，通过在光吸收层100的下部设置缓冲层300，从而增加光吸收层10