具有背面缓冲层的太阳能电池及其制造方法_2

文档序号:9291848阅读:来源:国知局
0的光的入射量。
[0038]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。上述第一电极200和缓冲层300配置于光吸收层100的下部面的相同层,但是为了以电的方式分离,因而以留有规定空间的方式形成。在对第一电极200和缓冲层300进行图案化时,可以考虑以将光吸收层100的下部面的左侧作为第一电极200、将光吸收层100的下部面的右侧作为缓冲层300的方式来形成。在此情况下,若在光吸收层100的左侧产生电子-空穴对,则存在虽然空穴与第一电极200之间的距离缩短,但电子与缓冲层300之间的距离变长的问题,若在光吸收层100的右侧产生电子-空穴对,则将产生虽然电子与缓冲层300之间的距离缩短,但空穴与第一电极200之间的距离变长的问题。为了缩短电子-空穴移动至第一电极200或缓冲层300的距离,有必要在光吸收层100的左侧和右侧均分布第一电极200和缓冲层300。从图2b中可以看出具有锯齿形状的结构的图案化,从中可确认,通过这种锯齿形状的图案化,即使电子-空穴对形成于光吸收层的任何位置,也可缩短移动至电极或缓冲层的距离。在上述第一电极200中,与上述缓冲层300相向的一面具有锯齿状图案,上述锯齿状图案是由第一电极突出部220、第一电极凹陷部240及用于对上述第一电极突出部220和上述第一电极凹陷部240进行电连接的连接部260构成的,上述第一电极突出部220插入于上述缓冲层的凹陷部340,并以隔开规定空间的方式配置,上述缓冲层的突出部320插入于上述第一电极凹陷部240,并以隔开规定空间的方式配置。
[0039]第一电极200可使用镍、铜、钼中的一种,优选地使用钼,但并不限定于本实施例。
[0040]缓冲层300 包含 CdS、CdZnS、ZnS、Zn (S,O)、Zn (OH, S)、ZnS (0,OH)、ZnSe、ZnlnS、ZnInSe、ZnMgO、Zn (Se, OH)、ZnSnO、ZnO、InSe、InOH、In (OH, S)、In (00H, S)、In (S, 0)中的至少一种,但并不限定于本实施例。
[0041]上述太阳能电池还可包括与上述缓冲层300相接触的栅极电极,上述栅极电极400可包含铝、镍中的至少一种。
[0042]并且,上述太阳能电池还可包括形成于上述光吸收层100的上部的防反射层500,而上述防反射层500可包括:第一防反射层,形成于上述光吸收层100的上部,并包含Al2O3;以及第二防反射层,形成于上述第一防反射层上,并包含MgF 2。
[0043]如图1d所示,太阳能电池还可包括上述基板10与上述缓冲层300之间的第二电极380。此时,第二电极380可包含氧化锌、氧化镓、氧化铝、氧化铟、氧化铅、氧化铜、氧化钛、氧化锡、氧化铁、二氧化锡、氧化铟锡中的至少一种,但并不限定于本实施例,这是理所当然的。若具有形成于缓冲层的下部的第二电极与缓冲层尺寸(dimens1n)相同的结构,则太阳能电池的效率高。
[0044]光吸收层可包含选自包括Cu-1n-Se、Cu-1n-S、Cu-Ga-S、Cu-Ga-Se、Cu-1n-Ga-Se、Cu-1n-Ga-Se-(S, Se)、Cu-1n-Al_Ga-(S, Se)及 Cu-1n-Al-Ga-Se-S 的 CIS/CIGS 类化合物组中的一种。若太阳光入射至光吸收层,则可利用通过吸收太阳光的能量而形成电子-空穴对的原理来产生电能。
[0045]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,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。太阳能电池的制造方法包括:准备基板10的步骤;在上述基板10上形成第一电极200的步骤;通过对上述第一电极200进行图案化,来除去形成于上述基板10的特定部位的第一电极200的步骤;在上述第一电极200及上述基板10上形成缓冲层300的步骤;以使上述缓冲层300可以以与上述第一电极200留有规定间隔的方式配置的方式,对上述缓冲层300进行图案化的步骤;(vi)以及在上述第一电极、缓冲层及上述第一电极与缓冲层之间的基板上形成光吸收层300的步骤。
[0046]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,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。太阳能电池的制备方法包括:准备基板的步骤;在上述基板上形成第一电极的步骤;对上述第一电极进行图案化,来除去形成于上述基板的特定部位的第一电极的步骤;在上述第一电极及上述基板上形成第二电极的步骤;以使上述第二电极可以以与上述第一电极留有规定间隔的方式配置的方式,对上述第二电极进行图案化的步骤;在上述第一电极、第二电极及上述基板上形成缓冲层的步骤;对上述缓冲层进行图案化,以使上述缓冲层可以以与上述第一电极留有规定间隔的方式配置的步骤;以及在上述第一电极、缓冲层及上述第一电极与缓冲层之间的基板上形成光吸收层的步骤。此时,上述第二电极可包含氧化锌、氧化镓、氧化铝、氧化铟、氧化铅、氧化铜、氧化钛、氧化锡、氧化铁、二氧化锡、氧化铟锡中的至少一种,且上述第二电极可通过使用射频(RF)溅射法、反应性溅射法、蒸发蒸镀法(Evaporat1n)、电子束蒸镀法(E-beam evaporat1n)、金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD)、原子层外延法(Atomic Layer Epitaxy)、原子层沉积法(Atomic LayerDeposit1n)、分子束外延法(MBE)、电沉积法(Electrodeposit1n)中的一种方法来形成,但并不限定于本实施例,这是理所当然的。
[0047]上述第一电极可包含钼、镍、铜中的至少一种,且上述第一电极可通过使用溅射法(Sputtering)、热蒸链法(Thermal evaporat1n)、电子束蒸链法(E-beam evaporat1n)、电沉积法(Electrodeposit1n)中的一种方法来形成,但并不限定于本实施例,这是理所当然的。
[0048]上述缓冲层300 可包含 CdS、CdZnS、ZnS、Zn (S,O)、Zn (OH, S)、ZnS (0,OH)、ZnSe、ZnlnS、ZnlnSe、ZnMgO、Zn (Se, OH)、ZnSnO、ZnO、InSe、InOH、In (OH, S)、In (00H, S)、In(S, 0)中的至少一种,且上述缓冲层可通过使用溶液生长法(CBD)、电沉积法(Electrodeposit1n)、共蒸镀法(Coevaporat1n)、派射法(Sputtering)、原子层外延法(Atomic Layer Epitaxy)、原子层沉积法(Atomic Layer Deposit1n)、化学气相沉积法(CVD)、金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD)、分子束外延法(MBE)、喷雾热分解法(Spraypyrolysis)、离子层气相反应法(1n Layer Gas React1n)、脉冲激光沉积法(PulsedLaser Deposit1n)中的至少一种方法来形成,但并不限定于本实施例,这是理所当然的。
[0049]按如下方法对上述第一电极200及上述缓冲层300进行图案化:在上述第一电极200中,与上述缓冲层300相向的一面具有锯齿状图案,上述锯齿状图案是由第一电极突出部220、第一电极凹陷部240及用于对上述第一电极突出部220和上述第一电极凹陷部240进行电连接的连接部260构成的,上述第一电极突出部220插入于上述缓冲层的凹陷部340,并以隔开规定空间的方式配置,上述缓冲层的突出部320插入于上述第一电极凹陷部240,并以隔开规定空间的方式配置。若实现锯齿状的图案可,则具有可缩短在光吸收层100产生的电子-空穴对向第一电极200或缓冲层300移动的距离的优点。上述第一电极200及上述缓冲层300的图案化可采用激光划片(laser scribing)工序,但并不限于本实施例,这是理所当然的。当使用激光划片工序来进行图案化时,若对第一电极200进行图案化,则可将激光波长设为1064nm,将激光功率设为3W来执行工序,若对缓冲层300进
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