专利名称：薄膜太阳能电池组件及其制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种太阳能电池及其制造方法，且特别是有关于一种薄膜太阳能电池组件及其制造方法。
背景技术：
为了减少能源消耗与避免燃料能源所造成的环境污染，近年来，最热门的研究课题之一便是发展太阳能这种替代性能源。而薄膜太阳能电池中的铜铟硒(CIS)或铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池，挟其成本低且可以大量生产的优点，已经成为目前应用广泛的太阳能电池之一，举凡时钟、电子计算机、住家屋顶与街灯等民生用电，都可以看到其踪迹。
然而，此种薄膜太阳能电池仍存在着不少问题有待解决。举例来说，由于薄膜界面的接合力不足，因此常会造成膜层间发生剥离的现象，不但会导致电池可靠度与稳定性下降，甚至会使得太阳能电池失效。
现有的技术虽以异质结构作为缓冲层来解决膜层间界面剥离的问题，但异质结构的形成却会降低光电转换效率，造成电池的效率低落，使用上的不便利等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种薄膜太阳能电池组件的制造方法，以达到加强膜层间的接合力，增进导电性的功效。
本发明的另一目的是提供一种薄膜太阳能电池组件，能够避免膜层间的剥离现象，提高膜层间的接合力与电池组件的导电性。
本发明提出一种薄膜太阳能电池组件的制造方法，首先在基底上形成一层第一导电层，然后以溅镀法在第一导电层上形成一层缓冲层，缓冲层是由纳米簇(nano-cluster)所构成的。接着在缓冲层上依序形成合金层、第二导电层与抗反射层。
依照本发明的实施例所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，上述第一导电层的材质包括铝或钼。上述缓冲层的材质与第一导电层的材质相同。
依照本发明的实施例所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，上述溅镀法所使用的溅镀气体例如是氩气(Ar)或氦气(He)。上述溅镀气体的压力介于2～10帕(Pa)之间。
依照本发明的实施例所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，上述溅镀法的操作功率介于100～270瓦特(W)之间。
依照本发明的实施例所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，上述构成缓冲层的纳米簇的粒径小于等于50nm，例如是介于10～50nm之间。
依照本发明的实施例所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，上述合金层的材质包括硒化铜-铟合金或硒化铜-铟-镓合金。上述第二导电层的材质包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。
依照本发明的实施例所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，上述第一导电层的厚度介于0.2～1.0μm之间。上述缓冲层的厚度介于0.2～1.0μm之间。
本发明提出一种薄膜太阳能电池组件，由基底、第一导电层、缓冲层、合金层、第二导电层与抗反射层所组成。第一导电层位于基底上。缓冲层位于第一导电层上，由纳米簇所构成。合金层、第二导电层与抗反射层由下而上依序设置在缓冲层上。
依照本发明的实施例所述的薄膜太阳能电池组件，上述第一导电层的材质包括铝或钼。上述缓冲层的材质与第一导电层的材质相同。
依照本发明的实施例所述的薄膜太阳能电池组件，上述缓冲层的制造方法为溅镀法。构成缓冲层的纳米簇的粒径小于等于50nm，其例如是介于10～50nm之间。
依照本发明的实施例所述的薄膜太阳能电池组件，上述合金层的材质为硒化铜-铟合金或硒化铜-铟-镓合金。上述第二导电层的材质包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。
依照本发明的实施例所述的薄膜太阳能电池组件，上述第一导电层的厚度介于0.2～1.0μm之间。缓冲层的厚度介于0.2～1.0μm之间。
本发明因在合金层与下方的导电层之间，加入一层由纳米簇所构成的缓冲层，故而得以加强第一导电层与合金层之间的接合力，进而提升太阳能电池的导电特性。此外，由于缓冲层系选用与导电层相同的材质，更可以降低膜层间的电阻，增进膜层间的导电能力。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1是绘示的本发明一实施例的一种薄膜太阳能电池组件的立体剖面示意图。
图2是绘示本发明一实施例的一种薄膜太阳能电池组件的制造流程图。
100基底110第一导电层120缓冲层
130合金层140第二导电层150抗反射层210、220、230步骤具体实施方式
图1是绘示本发明一实施例的一种薄膜太阳能电池组件的立体剖面示意图。
请参照图1，本发明提出一种薄膜太阳能电池组件，由基底100、第一导电层110、缓冲层120、合金层130、第二导电层140与抗反射层150所组成。第一导电层110位于基底100上。缓冲层120则位于第一导电层110上，缓冲层120的材质与第一导电层110相同，且缓冲层120是由粒径小于等于50nm的纳米簇所构成的。合金层130、第二导电层140与抗反射层150由下而上依序设置在缓冲层120上。
基底100的材质例如是玻璃、金属薄片或PET等，第一导电层110的材质例如是铝或钼，合金层130的材质为硒化铜-铟合金或硒化铜-铟-镓合金，第二导电层140的材质例如是铟锡氧化物或铟锌氧化物。
缓冲层120是以物理气相沉积法中的溅镀法而形成的。构成缓冲层120的纳米簇的粒径例如是介于10～50nm之间。缓冲层与第一导电层的厚度例如是依太阳能电池组件的电流需求而形成不同的厚度，其例如是介于0.2～1.0μm之间。
本发明在第一导电层110与合金层130之间，加入一层由纳米簇所构成的缓冲层120，由于这些纳米簇的形成，使得缓冲层120的比表面积可以大幅度地增加，进而大大地提高粒子间的凡得瓦力(van der Waals forces)。如此一来，就可以避免合金层130与第一导电层110之间产生剥离现象，加强缓冲层120上下的合金层130与第一导电层110的的接合力，进而提升薄膜太阳能电池的可靠性与导电性。
除此之外，由于缓冲层120的材质与第一导电层110相同，因此，本发明所提出的薄膜太阳能电池组件还可以减少异质介面间的电阻，增进薄膜太阳能电池的光电转换效率。
以下说明上述薄膜太阳能电池组件的制造方法，请参照图2，其系绘示本发明一实施例的一种薄膜太阳能电池组件的制造流程图。
请参照图2，此薄膜太阳能电池组件的制造方法，首先在基底上形成一层第一导电层(步骤210)。基底的材质例如是玻璃、金属薄片、PET等。第一导电层的材质例如是钼或铝等金属，其形成方法例如是物理气相沉积法。第一导电层的厚度例如是介于0.2～1.0μm之间。
然后，以溅镀法在第一导电层上形成一层缓冲层，缓冲层是由纳米簇所构成的(步骤220)。缓冲层的材质例如是与第一导体层相同的材质，如钼或铝，而缓冲层的厚度例如是介于0.2～1.0μm之间。这些粒径小于等于50nm的纳米簇是藉由控制溅镀法所使用的溅镀气体的种类、含量与压力而形成的。在一实施例中，缓冲层的纳米簇的粒径例如是介于10～50nm之间。溅镀法的操作功率例如是介于100～270瓦特之间。溅镀气体的种类例如是惰性气体中的氩气(Ar)或氦气(He)，压力例如是介于2～10帕(Pa)之间。缓冲层与第一导电层的厚度例如是依太阳能电池组件的电流需求而形成不同的厚度。
接着，在缓冲层上依序形成合金层、第二导电层与抗反射层(步骤230)。合金层的材质例如是硒化铜-铟合金或硒化铜-铟-镓合金，其形成方法例如是物理气相沉积法。第二导电层的材质例如是铟锡氧化物或铟锌氧化物，其形成方法例如是物理气相沉积法。抗反射层的材质例如是金属氧化物、有机介电材料或无机介电材料如氮氧化硅，其形成方法例如是旋转涂布法或是化学气相沉积法。
上述薄膜太阳能电池组件的制造方法，是在第一导电层与合金层之间形成一层缓冲层，利用溅镀法控制溅镀气体的含量与压力，使得金属微粒在到达被镀物(第一导电层)表面前，与气体相撞击，而形成粒径介于10～50nm的纳米簇，之后再镀在第一导电层表面。此缓冲层的制程相当简便，可与原有的薄膜太阳能电池组件的制程相整合，并且可以增加第一导电层与合金层之间的接合力。
综上所述，本发明的薄膜太阳能电池组件，在合金层与下方的导电层之间，设置了一层由纳米簇所构成的缓冲层。由于纳米簇极高比表面积的特性增加了粒子间的凡得瓦力，因此，合金层与导电层之间的接合力得以大幅度地提升，而避免剥离现象的发生，进一步提高太阳能电池组件的导电性。此外，由于缓冲层与导电层的材质相同，更可以减少因异质介面所造成的电阻升高的情形，增进薄膜太阳能电池的光电转换效率。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种薄膜太阳能电池元件的制造方法，其特征在于其包括在一基底上形成一第一导电层；以溅镀法在该第一导电层上形成一缓冲层，该缓冲层是由纳米簇所构成的；以及在该缓冲层上依序形成一合金层、一第二导电层与一抗反射层。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，其特征在于其中所述的第一导电层的材质为铝或钼。
3.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，其特征在于其中所述的缓冲层的材质与该第一导电层的材质相同。
4.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，其特征在于其中所述的溅镀法所使用的溅镀气体包括氩气或氦气。
5.根据权利要求4所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，其特征在于其中所述的溅镀气体的压力介于2～10帕之间。
6.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，其特征在于其中所述的溅镀法的操作功率介于100～270瓦特之间。
7.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，其特征在于其中构成该缓冲层的纳米簇的粒径小于等于50nm。
8.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，其特征在于其中构成该缓冲层的纳米簇的粒径介于10～50nm之间。
9.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，其特征在于其中所述的合金层的材质为硒化铜-铟合金或硒化铜-铟-镓合金。
10.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，其特征在于其中所述的第二导电层的材质为铟锡氧化物或铟锌氧化物。
11.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，其特征在于其中所述的第一导电层的厚度介于0.2～1.0μm之间。
12.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池组件的制造方法，其特征在于其中所述的缓冲层的厚度介于0.2～1.0μm之间。
13.一种薄膜太阳能电池组件，其特征在于其包括一基底；一第一导电层，位于该基底上；一缓冲层，位于该第一导电层上，该缓冲层是由纳米簇所构成的；以及一合金层、一第二导电层与一抗反射层，由下而上依序设置在该缓冲层上。
14.根据权利要求13所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于其中所述的第一导电层的材质为铝或钼。
15.根据权利要求13所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于其中所述的缓冲层的材质与该第一导电层的材质相同。
16.根据权利要求13所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于其中所述的缓冲层的制造方法为溅镀法。
17.根据权利要求13所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于其中所述的缓冲层的纳米簇的粒径小于等于50nm。
18.根据权利要求13所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于其中所述的缓冲层的纳米簇的粒径介于10～50nm之间。
19.根据权利要求13所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于其中所述的合金层的材质为硒化铜-铟合金或硒化铜-铟-镓合金。
20.根据权利要求13所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于其中所述的第二导电层的材质为铟锡氧化物或铟锌氧化物。
21.根据权利要求13所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于其中所述的第一导电层的厚度介于0.2～1.0μm之间。
22.根据权利要求13所述的薄膜太阳能电池组件，其特征在于其中所述的缓冲层的厚度介于0.2～1.0μm之间。
全文摘要
一种薄膜太阳能电池组件的制造方法，首先在基底上形成一层第一导电层，然后以溅镀法在第一导电层上形成一层缓冲层，缓冲层是由纳米簇所构成的。接着在缓冲层上依序形成合金层、第二导电层与抗反射层。
文档编号H01L31/042GK1937261SQ20051010349
公开日2007年3月28日 申请日期2005年9月19日 优先权日2005年9月19日
发明者林锦华, 锺源勇, 黄永清, 王文华 申请人:允瞻通讯有限公司