太阳能电池设备及其制造方法

专利名称：太阳能电池设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及ー种太阳能电池设备及其制造方法。
背景技术：
利用光电转换效应将太阳能转换为电能的太阳能电池设备被广泛用作用于获得有助于地球环境保护的非污染能量的设备。随着太阳能电池的光电转换效率的提高，包括太阳能电池设备的各种光伏系统被安装在商业建筑的外墙和住宅空间上。
就是说，将光伏电池用作建筑外部装饰材料的光伏建筑一体化(BIPV，buildingintegrated photovoltaic)技术成为关注的焦点。BIPV技术需要外部装饰材料所需的性能和自发电所需的建筑供电性能。因此，太阳能电池的透光率和光效率成为主要问题。

发明内容
技术问题本发明提供ー种具有提高的透光率和电特性的太阳能电池设备及其制造方法。技术方案在一个实施例中，ー种太阳能电池设备包括衬底；在所述衬底上的第一电池；以及在所述衬底上的第二电池，所述第二电池与所述第一电池相邻，其中，所述第一电池包括彼此交替布置的多个第一有源区和多个第一透射区，所述第二电池包括彼此交替布置的多个第二有源区和多个第二透射区，并且所述第一有源区分别与所述第二透射区相邻。在另ー实施例中，ー种太阳能电池设备包括衬底；以及布置在所述衬底上的太阳能电池层，其中，所述太阳能电池层包括彼此交替布置的多个有源区和多个透射区，并且每个所述透射区包括布置在所述衬底上的下透明电极；布置在所述下透明电极上的透明绝缘层；以及布置在所述透明绝缘层上的上透明电极。在另ー实施例中，一种太阳能电池设备的制造方法包括在衬底上形成后电极层；在所述后电极层上形成光吸收层；图案化所述后电极层和所述光吸收层，以形成多个透射凹槽；在每个所述透射凹槽中形成下透明电极；在所述下透明电极上形成透明绝缘层；以及在所述光吸收层和所述透明绝缘层上形成前电极层。在另ー实施例中，ー种太阳能电池设备包括衬底；在所述衬底上的第一电池；以及在所述衬底上的第二电池，所述第二电池与所述第一电池相邻，其中，所述第一电池包括彼此交替布置的多个第一有源区和多个第一透射区，所述第二电池包括彼此交替布置的多个第二有源区和多个第二透射区，并且所述第一有源区分别与所述第二有源区连接。在另ー实施例中，一种太阳能电池设备的制造方法包括在衬底上形成后电极层；在所述后电极层上形成光吸收层；在所述光吸收层上形成前电极层；以及图案化所述后电极层、所述光吸收层和所述前电极层，以形成多个有源区和多个透射区，其中，所述有源区彼此相邻和连接，并且所述透射区彼此分隔。有益效果在根据实施例的太阳能电池设备中，第一有源区和第二透射区彼此相邻。因此，有源区A和透射区T可以布置为马赛克形状。 因此，有源区之间的距离可以更近，以降低有源区之间产生的电损耗。具体地，透明电极可以布置在透射区上，以使有源区彼此连接。这里，由于电流流过透明电极的路径短，因此，根据实施例的太阳能电池设备可以具有改进的电特性。此外，透射区可以包括下透明电极和上透明电极。因此，有源区的后电极可以与下透明电极连接，并且有源区的前电极可以与上透明电极连接。因此，在根据实施例的太阳能电池设备中，可以减小有源区之间的电阻，以提高电特性。此外，在根据实施例的太阳能电池设备中，可以移除光吸收层和后电极层的要求部分，以形成透射区。因此，在根据实施例的太阳能电池设备中，透射区可以布置在所要求的位置，以获得改进的外观和透光率。此外，根据实施例的太阳能电池设备可以在布置在透射区上的透明绝缘层上实现彩色。此外，在根据实施例的太阳能电池设备中，可以通过掩膜过程形成透射区。因此，可以容易地控制透射区的位置、尺寸和形状。根据实施例的太阳能电池设备可以提高其透射率和美感。具体地，当根据实施例的太阳能电池设备被用作建筑的外部装饰材料时，通过透射区可以进ー步提高美感。此外，在根据实施例的太阳能电池设备中，有源区可以彼此连接。有源区可以彼此直接连接。因此，有源区和透射区可以布置为马赛克形状。这里，有源区的边缘部分可以彼此连接，以减小有源区之间的连接电阻。就是说，在根据实施例的太阳能电池设备中，有源区可以彼此串联连接为桥形形状，以最小化输出电流的损耗。因此，根据实施例的太阳能电池设备可以具有改进的电特性。具体地，由于可以将透射区布置在所需位置，因此根据实施例的太阳能电池设备可以同时满足提高的透射率和提高的电特性。


图I是根据第一实施例的太阳能电池板的平面图；图2是沿图I的X-X’线截取的剖面图；图3是沿图I的Y-Y’线截取的剖面图；图4是图示根据第一实施例的太阳能电池板的电流的示意图；图5至16是图示根据第一实施例的太阳能电池板的制造过程的剖面图；图17和18是根据第二实施例的太阳能电池板的平面图；图19是沿图17的N1-N2线截取的剖面图；图20是沿图17的L1-L2线截取的剖面图；图21是沿图17的M1-M2线截取的剖面图；图22至36是图示根据第二实施例的太阳能电池板的制造过程的剖面图。
具体实施例方式在实施例的描述中，应该理解，当衬底、层、膜、或电极被表述为在其它衬底、层、膜、或电极“上”或“下”吋，它可以直接在所述其它层或衬底上或下，或者也可以存在中间层。此外，将基于附图确定每个组件层的“上”和“下”。此外，为了进一歩理解本公开，可以夸大元件的尺寸和元件之间的相对尺寸。图I是根据第一实施例的太阳能电池板的示意性平面图。图2是沿图I的X-X’线截取的剖面图。图3是沿图I的Y-Y’线截取的剖面图。图4是图示根据第一实施例的太阳能电池板的电流的示意图。參照图I至4，根据第一实施例的太阳能电池板包括衬底100和太阳能电池层101。衬底100是透明的并且是绝缘体。衬底100具有板形形状。衬底100可以是玻璃衬底100或塑料衬底100。详细地，衬底100可以是钠钙玻璃衬底100。
太阳能电池层101布置在衬底100上。太阳能电池层101将从外部入射的光转化为电能。此外，太阳能电池层101可以透射从外部入射的部分光。太阳能电池层101包括多个有源区A和多个透射区T。有源区A和透射区T可以被布置为马赛克(mosaic)形状。就是说，当俯视时，太阳能电池层101通过有源区A和透射区T可以具有马赛克形状。或者，当俯视时，有源区A和透射区T可以具有矩形形状。此外，可以交替布置有源区A和透射区T。此外，多个有源区A相对于彼此沿对角线方向布置并且与透射区T相邻。就是说，有源区A被透射区T包围，并且透射区T被有源区A包围。太阳能电池层101被划分为多个太阳能电池Cl…Cn。太阳能电池Cl…Cn可以包括第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3。有源区A和透射区T可以沿直线交替地布置在第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3中。这里，第一电池Cl的有源区A可以与第二电池C2的透射区T相邻。就是说，在第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3中，有源区A和透射区T可以具有马赛克形状或瓷砖形状。例如，在第二电池C2中，多个透射区T可以围绕一个有源区A布置。此外，在第二电池C2中，多个有源区A可以围绕一个透射区T布置。此外，每个有源区A可以具有与每个透射区T的尺寸相同的尺寸。然而，本公开不限于此。例如，可以调节每个透射区T的位置、尺寸和形状，以控制透光率。在太阳能电池层101中，有源区A和透射区T可以被布置为马赛克形状，以提高太阳能电池板的发电效率和透光率。此外，通过透明绝缘层700可以防止在电池Cb-Cn中产生漏电流。參照图2，第二电池C2的透射区T可以布置在第一电池Cl和第三电池C3的有源区A之间。此外，太阳能电池层101包括相继层叠在衬底100上的后电极层200、光吸收层300、缓冲层400、高阻缓冲层500和前电极层800。
后电极层200被多个第一通孔Pl划分为多个后电极210、220···。就是说,第一通孔Pl可以选择性地露出衬底100并且限定后电极210、220…。后电极210、220…被分别布
置在有源区A上。光吸收层300被多个第二通孔P2划分为多个光吸收部310、320···。就是说，第二通孔P2可以选择性地露出后电极层200的上表面并且限定光吸收部310、320···。光吸收部310、320…被分别布置在有源区A上。前电极层800被多个第三通孔P3划分为多个前电极810、820···和多个上透明电极622。就是说，第三通孔P3可以选择性地露出后电极层200的上表面并且限定前电极810、820…和上透明电极622。前电极810、820…被分别布置在有源区A上。此外，多个上透明电极622被分别布置在透射区T上。 太阳能电池层101被第三通孔P3划分为多个电池Cl…和Cn。此外，多个第三通孔P3分别被限定在电池CL···和Cn中。此外，每个第三通孔P3被限定在有源区A和透射区T之间。每个有源区A包括相继层叠的ー个后电极、ー个光吸收部、缓冲层400、高阻缓冲层500和ー个前电极。光吸收部310、320…和前电极810、820…可以互相形成PN结，并且有源区A可以通过入射光产生光电子。此外，每个透射区T包括布置在衬底100上的下透明电极621、布置在下透明电极621上的透明绝缘层700和布置在透明绝缘层700上的上透明电极622。就是说，由于衬底100、下透明电极621、透明绝缘层700和上透明电极622是透明的，因此透射区T可以透射光。例如，下透明电极621和上透明电极622中的每个可以由透明导电材料形成。透明绝缘层700可以由透明的无定形树脂或光刻胶形成。此外，下透明电极621通过后电极图案225与一个相邻有源区A的前电极连接。上透明电极622与另ー相邻有源区A的后电极连接。參照图3，下透明电极621可以与相邻有源区A的后电极220连接。此外，上透明电极622可以与相邻有源区A的前电极820结合为一体。例如，第一电池Cl的每个有源区A包括相继层叠的第一后电极210、第一光吸收部310、缓冲层400、高阻缓冲层500和第一前电极810。此外，第一电池Cl的每个透射区T包括相继层叠的第一下透明电极、第一透明绝缘层和第一上透明电极。第一后电极210与第一下透明电极连接。就是说，第一后电极210直接接触第一下透明电极，并且还与第一下透明电极电连接。此外，第一前电极810和第一上透明电极互相结合为一体。第二电池C2的每个有源区A包括相继层叠的第二后电极220、第二光吸收部320、缓冲层400、高阻缓冲层500和第二前电极820。此外，第二电池C2的每个透射区T包括相继层叠的第二下透明电极621、第二透明绝缘层700和第二上透明电极622。此外，第二电池C2的有源区A与第一电池Cl的透射区T相邻。第二电池C2的透射区T与第一电池Cl的有源区A相邻。就是说，第一电池Cl的有源区A与第二电池C2的有源区A相对于彼此沿对角线方向布置。此外，第一电池Cl的有源区A与第二电池C2的有源区A互相被布置为之字形。第二后电极220与第二下透明电极621连接。就是说，第二后电极220直接接触第二下透明电极621，并且还与第二下透明电极621电连接。此外，第二前电极820和第二上透明电极622互相结合为一体。此外，第一前电极810通过连接线801与第二下透明电极621连接。详细地，第一前电极810通过第二下透明电极621与第二后电极220连接。此外，第一前电极810通过第一上透明电极与第二后电极220连接。第三电池C3的每个有源区A包括相继层叠的第三后电极230、第三光吸收部330、缓冲层400、高阻缓冲层500和第三前电极830。此外，第三电池C3的每个透射区T包括相继层叠的第三下透明电极、第三透明绝缘层700和第三上透明电极。此外，第三电池C3的有源区A与第二电池C2的透射区T相邻。第三电池C3的透射区T与第二电池C2的有源区A相邻。就是说，第二电池C2的有源区A与第三电池C3的有源区A相对于彼此沿对角线方向布置。此外，第二电池C2的有源区A与第三电池C3的有源区A互相被布置为之字形。
第三后电极230与第三下透明电极连接。就是说，第三后电极230直接接触第三下透明电极，并且还与第三下透明电极电连接。此外，第三前电极830和第三上透明电极互相结合为一体。第二前电极820与第三下透明电极连接。详细地，第二前电极820通过第三下透明电极与第三后电极230连接。此外，第二上透明电极622与第三后电极230连接。就是说，第二前电极820通过第二上透明电极622与第三后电极230连接。第一电池Cl中产生的光电荷通过连接线801转移到第二电池C2的后电极图案225和第二下透明电极621中。此外，转移到第二下透明电极621中的光电荷转移到第二后电极220中。从第二上透明电极622延伸的连接线801可以通过第二通孔P2与第三后电极230电连接。此外，连接线801和第三前电极830被第三通孔P3隔开。可以去除连接线801的一部分，并且通过第三通孔P3可以露出第三后电极230的一部分。如图3所示，透射区T布置在有源区A之间。此外，第二电池C2的每个有源区A包括相继层叠在衬底100上的第二后电极220、第二光吸收部320、缓冲层400、高阻缓冲层500和第二前电极820。第二电池C2的每个透射区T包括相继层叠在衬底100上的第二下透明电极621、第二透明绝缘层700和第二上透明电极622。第二后电极220可以与第二下透明电极621电连接和物理连接。此外，第二前电极820与第二上透明电极622电连接和物理连接。因此，通过第二下透明电极621转移的光电荷可以转移到布置在第一电池Cl中的下透明电极621两侧上的第二后电极220中。此外，转移到第二后电极220中的光电荷可以通过第二前电极820和第二上透明电极622转移到第三电池C3中。前电极层800可以布置在高阻缓冲层500和透明绝缘层700上。就是说，第二前电极820和第二上透明电极622在与第二电池C2相对应的整个上表面上彼此结合为一体。第二电池C2具有在其中有源区A和透射区T沿直线交替布置的结构。就是说，有源区A和透射区T交替地布置第二电池C2中。此结构可以应用于第一电池Cl和第三电池C3。因此，布置在衬底100上的有源区A和透射区T可以具有有源区A和透射区T沿水平和竖直方向交替布置的格子形状。例如，如图I所示，水平方向代表相继布置第一电池Cl至第三电池C3的X-X’方向，竖直方向代表与姆个电池相对应的Y-Y’方向。前电极层800在水平方向上被各个电池分隔。此外，前电极层800沿竖直方向在所述整个表面上延伸，并且前电极层800的单体电池可以互相串联连接。具体地，第一电池Cl至第三电池C3的前电极层800可以通过第三通孔P3分别互相隔开最小距离。此外，由于前电极层800具有在第一电池Cl至第三电池C3中的每个上的延伸形状，因此可以最小化电流损耗并提闻输出电流。图4是图示图I至3所示的太阳能电池的光电荷移动路径的示意图。图4中所示的參考符号出沿向上方向的移动,參考符号@不出向下方向的移动。
參照图4，第一电池Cl的有源区A中产生的光电荷通过前电极层800和连接线801转移到相邻的第二电池C2。这里，由于第一电池Cl的有源区A和第二电池C2的透射区T彼此相邻，因此光电荷转移到第二电池C2的第二后电极图案225和下透明电极621中。此外，转移到第二电池C2的下透明电极621中的光电荷可以转移到布置在下透明电极621两侧的第二后电极220中。如上所述，规则的透射区T可以形成为马赛克形状、网状或瓷砖形状，以最小化输出电流损耗。具体地，可以在电池中去除部分透射区T以透射光线，由此增大透射面积。由于将后电极210、220…和下透明电极621交替和重复地布置在太阳能电池层101的下部并且将前电极层800布置在太阳能电池层101的上部，因此可以最小化电流损耗。此外，可以改变电池Q…和Cn中的每个的宽度和长度，并且可以调节透射区T的尺寸，以改进外观。在根据第一实施例的太阳能电池板中，有源区A和透射区T彼此相邻。因此，有源区A和透射区T可以布置为马赛克形状。因此，有源区A之间的距离可以更近，以减小当有源区A之间的距离互相远离时产生的电损耗。具体地，上透明电极622和下透明电极621可以布置在每个透射区T上，以使有源区A互相连接。这里，由于流过上透明电极622和下透明电极621的电流的路径短，因此根据本实施例的太阳能电池板可以具有提高的电性能。有源区A的后电极210、220···可以通过下透明电极621互相连接，并且有源区A的前电极810、820···可以通过上透明电极622互相连接。因此，在根据本实施例的太阳能电池板中，可以减小有源区A之间的电阻，以提高电特性。此外，在根据本实施例的太阳能电池板中，可以移除光吸收层300和后电极层200的所需部分，以形成透射区Τ。因此，在根据本实施例的太阳能电池板中，可以将透射区T布置在所需位置，以获得改进的外观和透光率。此外，根据本实施例的太阳能电池板可以在布置在透射区T上的透明绝缘层700上实现彩色。图5至15是图示根据实施例的太阳能电池制造过程的剖面图。将參照上述太阳能电池板描述根据本实施例的此制造过程。此制造过程和关于前述太阳能电池板的描述实际上可以应用于彼此。參照图5，在衬底100上形成后电极层200。衬底100可以由玻璃形成。此外，衬底100可以包括陶瓷衬底、金属衬底和聚合物衬底。例如，玻璃衬底可以由钠钙玻璃或高应变点钠玻璃形成。金属衬底可以包括由不锈钢或钛形成的衬底。聚合物衬底可以由聚酰亚胺形成。衬底100可以是透明的。衬底100可以刚性的或挠性的。后电极层200由诸如金属的导体形成。由于后电极层200由金属形成，因此可以提闻串联电阻特性，以提闻电导率。例如，可以通过溅射过程使用钥(Mo)靶形成后电极层200。这样做是因为Mo的高电导率、与光吸收层300的欧姆接触以及在Se气氛下的高
温稳定性。用作后电极层200的Mo薄膜应该具有如电极一样的低电阻率(specificresistance),并且应该具有与衬底100之间的优异的粘合性,从而防止发生由热膨胀系数差导致的脱层现象。然而，本公开不限于此。例如，后电极层200可以由掺杂有Na离子的Mo形成。尽管未示出，但是后电极层200可以包括至少ー层。当后电极层200包括多个层时，构成后电极层200的多个层可以使用互不相同的材料形成。參照图6，第一通孔Pl限定在后电极层200中。此外，后电极层200包括多个后电极210、220、230…。通过第一通孔Pl可以选择性地露出衬底100的表面。例如,可以通过激光过程或机械过程图案化第一通孔Pl。后电极210、220…可以通过第一通孔Pl被布置为条状或矩阵形状，以与每个电池
相对应。多个后电极210、220…可以包括第一后电极210、第二后电极220和第三后电极230。例如，第一后电极210包括在第一电池Cl中，第二后电极220包括在第二电池C2中，第三后电极230包括在第三电池C3中。參照图7，在第一后电极210、第二后电极220和第三后电极230上形成光吸收层300，以填充第一通孔Pl的间隙。光吸收层300由基于I、III、VI族的化合物形成。详细地，光吸收层300由基于Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)的化合物形成。
另ー方面，光吸收层300可以由基于CuInSe2(CIS)的化合物或基于CuGaSe2(CGS)的化合物形成。例如，利用Cu靶、In靶和Ga靶形成光吸收层300。在后电极层200上形成基于CIG的金属前驱(precursor)层。之后，金属前驱层通过硒化过程与Se反应，从而形成基于CIGS的光吸收层。另外，可以执行利用Cu、In、Ga和Se的共蒸发过程，以形成光吸收层300。光吸收层300接收外部光从而将外部光转换为电能。光吸收层300通过光电效应产生光电动势。缓冲层400和高阻缓冲层500形成在光吸收层300上。
可以在光吸收层300上形成至少ー层或多层缓冲层400。可以利用化学浴沉积法(CBD, Chemical Bath Deposition)层叠硫化镉(CdS),以形成缓冲层 400。这里，缓冲层400可以是N型半导体层，光吸收层300可以是P型半导体层。因此，光吸收层300和缓冲层400彼此形成PN结。利用ZnO作为靶在高阻缓冲层500上执行溅射过程，以在CdS上进ー步形成ZnO层。高阻缓冲层500可以作为透明电极层形成在缓冲层400上。例如，高阻缓冲层500可以由ΙΤ0、Ζη0和i_ZnO中的ー种形成。
缓冲层400和高阻缓冲层500布置在光吸收层300与稍后形成的前电极层800之间。就是说，由于各个光吸收层300与前电极层800之间的能带隙和晶格常数存在很大的差异，因此，可以将具有光吸收层300和前电极层800带隙值的近似中间带隙值的缓冲层400和高阻缓冲层500插入光吸收层300与前电极层800之间，以获得优异的结。尽管在本实施例中在光吸收层300上形成两个缓冲层400和500，但是本发明不限于此。例如，可以在光吸收层300上仅形成ー个缓冲层。參照图8，在高阻缓冲层500上形成掩膜10。掩膜10可以选择性地露出高阻缓冲层500的与第二后电极220相对应的表面。就是说，掩膜10包括多个开ロ 15。开ロ 15可以限定将形成透射区T的区域。參照图9，掩膜10可以具有在其中交替布置露出区和未露出区的马赛克形状。就是说，可以沿水平方向交替形成开ロ 15。此外，可以沿竖直方向交替形成开ロ 15。就是说，开ロ 15可以具有马赛克形状。因此，上面通过掩膜10形成有透射区T的区域可以限定为马赛克形状。可以在高阻缓冲层500上涂布光刻胶层，然后可以执行选择性曝光过程，以形成掩膜10。掩膜10可以覆盖高阻缓冲层500的与第一通孔Pl相对应的表面。具体地，掩膜10可以覆盖高阻缓冲层500的邻近第一后电极210并且与第二后电极220边缘区域相对应的表面。例如，第二后电极220可以具有第一宽度W1，并且掩膜10的每个开ロ 15可以具有小于第一宽度Wl的第二宽度W2。參照图10，图案化第二后电极220、光吸收层300、缓冲层400和高阻缓冲层500，以形成透射凹槽20。可以利用作为蚀刻掩膜的掩膜10执行蚀刻过程，以形成透射凹槽20。例如，可以执行湿蚀刻或干蚀刻过程，以移除与掩膜10的开ロ相对应的高阻缓冲层500、缓冲层400、光吸收层300和第二后电极220，由此形成透射凹槽20。因此，可以通过透射凹槽20露出衬底100的上表面。每个透射凹槽20可以具有小于第二后电极220的宽度的第二宽度W2。因此，通过透射凹槽20可以保留第二后电极220的与第一后电极210相邻的部分，以形成第二后电极图案225。通过透射凹槽20限定多个有源区A和多个透射区T。因此，可以限定第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3。就是说，有源区A和透射区T可以交替布置在第一电池Cl、第ニ电池C2和第三电池C3中的每ー个上。參照图11，在每个透射凹槽20的下表面上层叠透明导电材料，以形成下透明电极621。下透明电极621可以形成在与每个透射凹槽20的下表面相对应的衬底100上。具体地，由于利用掩膜10通过沉积过程形成下透明电极621，因此，下透明电极621可以选择性地仅形成在每个透射凹槽20的下表面上。因此，下透明电极621可以与第二后电极图案225电连接。下透明电极621可以由含有诸如Al、Al203、Mg和Ga等杂质的基于Zn的氧化物形成或由氧化铟锡(ITO)形成。 例如，可以执行溅射过程以形成掺杂铝或氧化铝的ZnO，由此形成具有低电阻的下透明电极621。下透明电极621的厚度可以与后电极图案225的厚度相同。此外，下透明电极621可以具有约10 Ω至约30 Ω的低表面电阻和约80%至约90%的透光率。因此，下透明电极621可以透射光。參照图12，在下透明电极621上形成透明绝缘层700，以填充透射凹槽20的间隙。透明绝缘层700可以形成在第一电池Cl和第三电池C3之间。第一电池Cl和第三电池C3通过透明绝缘层700可以彼此分隔。透明绝缘层700的高度可以等于与第一电池Cl和第三电池C3相对应的高阻缓冲层500的闻度。透明绝缘层700可以由透明绝缘材料形成。透明绝缘材料可以是具有约100°C至约200°C的耐热性、约90%至约100%的透光率、强耐碱性、强耐阳光性和强绝缘性的材料。例如，透明绝缘层700可以由是透明无定形树脂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，poly methyl methacrylate)和丙烯腈，以及是苯こ烯共聚物的SAN (苯こ烯丙烯腈，Styrene Acrylonitrile)、聚碳酸酯(PC, poly cabornate)、透明的丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯共聚物(ABS, acrylonitrile butadiene styrene)、聚对苯ニ 甲酸こニ醇酯(PET,polyethylene terephtalate)、超高分子量(U-HMW)聚こ烯(ployethylene)、甲基纤维素(MC, methyl cellulose)、聚甲醒(POM, poly oxy methylene)、聚四氟こ烯(PTEE,polytetrafluoroethylene)、聚环氧丙烧(ΡΡ0, polypropylene oxide)以及聚氨酯(PUR,polyurethane)中的一种形成。此外，透明绝缘层700可以由正性或负性光刻胶形成。透明绝缘层700可以通过沉积、热吸收、注入或填充过程选择性地形成在透射凹槽20中。此外，当形成透明绝缘层700时，可以向透明绝缘材料增加颜色，以形成彩色的透射区T。通过透明绝缘层700在衬底100上限定有源区A和透射区T。围绕透明绝缘层700的区域被限定为有源区A。就是说，入射到布置在透明绝缘层700两侧上的第一电池Cl的有源区A和第三电池C3的有源区A的光被转化为电能。由于布置有透明绝缘层700的透射区T是非有源区，因此入射光不会被转化为电能。这里，由于透明绝缘层700是透明的，因此，可以透射入射光。
下面，可以执行灰化(ashing)过程以移除掩膜10。參照图13，形成穿过高阻缓冲层500、缓冲层400和光吸收层300的多个第二通孔P2。第二通孔P2通过机械过程或激光过程形成，以露出与每个电池相对应的后电极210、220 …。第二通孔P2可以毗邻第一通孔Pl布置。每个第二通孔P2的宽度可以大于每个第一通孔Pl的宽度。例如，每个第一通孔Pl可以具有第一宽度D1，每个第二通孔P2可以具有大于第一宽度Dl的第二宽度D2。就是说，如图13所示，通过第二通孔P2可以选择性地露出第二后电极图案和第三后电极图案230的上表面。具体地，露出第二后电极图案225的第二通孔P2可以与透明绝缘层700的侧壁相邻，或者可以露出透明绝缘层700的侧壁。另ー方面，可以图案化透明绝缘层700的一部分，以通过露出第二后电极图案225 的第二通孔P2露出下透明电极621的一部分。參照图14，在包括第二通孔P2的高阻缓冲层500上层叠透明导电材料，以形成前电极层800。当形成前电极层800时，可以将透明导电材料插入第二通孔P2中，以形成连接线801。因此，第二后电极图案225和第三后电极230可以通过连接线801与前电极层800电连接。前电极层800可以由与下透明电极621的材料相同的材料形成。前电极层800可以由含有诸如Al、Al203、Mg和Ga等杂质的基于Zn的氧化物形成或由氧化铟锡(ITO)形成。例如，可以执行溅射过程以形成掺杂铝或氧化铝的ZnO，由此形成具有低电阻的前电极层800。就是说，前电极层800是与光吸收层300形成PN结的窗ロ层。因此，由于前电极层800用作太阳能电池前表面的透明电极，所以，前电极层800可以由具有高透光率和电导率的ZnO形成。參照图15，形成穿过前电极层800和连接线801的第三通孔P3。通过第三通孔P3可以选择性地露出第二后电极图案225和第三后电极230。通过第三通孔P3可以将前电极层800划分为单体电池。可以选择性地移除第二通孔P2中的连接线801，以形成第三通孔P3。通过第一电池Cl和第二电池C2之间的第三通孔P3可以露出透明绝缘层700的侧壁和从第一电池Cl延伸的连接线801的侧壁。通过第二电池C2和第三电池C3之间的第三通孔P3可以露出从第二电池C2延伸的连接线801的侧壁和第三后电极230上表面的薄膜层。例如，每个第三通孔P3可以具有小于第二宽度D2的第三宽度D3。可以利用诸如尖头工具的机械设备或激光过程形成第三通孔P3。因此，第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3被第三通孔P3彼此分隔。这里，第ー电池Cl、第二电池C2和第三电池C3可以通过连接线801彼此电连接。图16示出第一电池Cl和第二电池C2通过绝缘图案850彼此电分隔的状态。就是说，移除前电极层800的与第二电池C2相对应的一部分，以形成绝缘图案850。
绝缘图案850可以选择性地露出透明绝缘层700的上表面。因此，第一电池Cl和第二电池C2的前电极层800可以通过绝缘图案850彼此分隔。这里，从第一电池Cl延伸的连接线801可以通过第二通孔P2与第二后电极图案225电连接。由于可以扩大第二后电极图案225和连接线801之间的接触面积，因此可以 提高电特性。图17和18是根据第二实施例的太阳能电池板的平面图。具体地，图17示出沿竖直方向延伸的太阳能电池，图18示出沿水平方向延伸的太阳能电池。图19是沿图17的N1-N2线截取的剖面图。图20是沿图17的L1-L2线截取的剖面图。图21是沿图17的M1-M2线截取的剖面图。下面，将参照图17详细描述本实施例。除了改进部分之外，上述根据第一实施例的太阳能电池板及其制造方法基本上可以应用于本实施例。参照图17至21，根据第二实施例的太阳能电池板包括衬底100和太阳能电池层101。衬底100是透明的并且是绝缘体。衬底100具有板形形状。衬底100可以是玻璃衬底100或塑料衬底100。详细地，衬底100可以是钠钙玻璃衬底100。太阳能电池层101布置在衬底100上。太阳能电池层101将从外部入射的光转化为电能。此外，太阳能电池层101可以透射从外部入射的部分光。太阳能电池层101包括多个有源区A和多个透射区T。有源区A和透射区T可以被布置为马赛克形状。就是说，当俯视时，太阳能电池层101通过有源区A和透射区T可以具有马赛克形状。或者，当俯视时，有源区A和透射区T可以具有矩形形状。此外，可以交替布置有源区A和透射区T。此外，多个有源区A沿对角线方向布置并且与透射区T相邻。就是说，透射区T分别围绕有源区A布置。就是说，透射区T分别被有源区A围绕。有源区A彼此连接。详细地，有源区A的边缘区域可以彼此连接。就是说，有源区A的边缘区域可以彼此相邻。此外，每个有源区A的长度大于每个透射区T的长度。因此，有源区A可以彼此相邻并彼此连接。太阳能电池层101被划分为多个太阳能电池Cl…和Cn。太阳能电池Cl…和Cn可以包括第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3。太阳能电池Cl…和Cn可以包括第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3。每个有源区A包括CIGS光吸收层300。每个透射区T可以包括透射凹槽20，用于选择性地露出衬底10和布置在透射凹槽20中的透明绝缘层。例如，可以交替布置第一电池Cl的有源区A和透射区T。可以交替布置第二电池C2的有源区A和透射区T。可以交替布置第三电池C3的有源区A和透射区T。就是说，通过第一电池Cl的透射区T，第一电池Cl的有源区A可以彼此分隔。类似地，通过第二电池C2的透射区T，第二电池C2的有源区A可以彼此分隔。此外，通过第三电池C3的透射区T，第三电池C3的有源区A可以彼此分隔。
第一电池Cl的有源区A与第二电池C2的透射区T相邻。此外，第一电池Cl的有源区A与第二电池C2的透射区T连接。详细地，第一电池Cl的有源区A的边缘区域与第二电池C2的有源区A的边缘区域连接。此外，第一电池Cl的有源区A中的两个有源区A可以与第二电池C2的有源区A中的一个有源区A连接。例如，第一电池Cl和第二电池C2中的每个有源区A可以具有第一长度D1，每个透射区T可以具有小于第一长度Dl的第二长度D2。就是说，当基于水平方向(即X轴)时，第一电池Cl的透射区T和第二电池C2的透射区T可以互相布置为之字形并因此彼此隔开。当基于竖直方向(即Y轴)时，第一电池Cl的有源区A和第二电池C2的有源区A可以互相布置为之字形，并因此它们的边缘区域可以彼此连接。如上所述，在太阳能电池层101中，有源区A和透射区T可以布置为马赛克形状或瓷砖形状，以最小化输出电流的损耗。具体地，在一个电池中，有源区A的一部分可以被移除，并且用作透射区T，以扩大透光面积。此外，电池Cl…和Cn的有源区A的边缘可以连接为桥形。因此，电池Cl…和Cn可以彼此电连接。就是说，电池Cl…和Cn的有源区A可以沿衬底100的X轴方向彼此连接。因此，可以提闻太阳能电池层101的串联连接特性，以提闻输出电流。此外，可以将透射区T选择性地布置在电池Cl…和Cn之间，以提高外部光的透射率。母线可以与第一电池Cl和第n电池Cn中的每个连接。之后，可以在太阳能电池层101上层叠EVA膜900。将参照图19至21详细描述根据本实施例的太阳能电池板的结构。图19是沿图17的N1-N2线截取的剖面图。就是说，图19是图示基于水平轴的布置在第二电池C2的有源区A之间的透射区T的结构的剖面图。图20是沿图17的L1-L2线截取的剖面图。图20是图示具有下述结构的区域的剖面图，在该结构中，通过透射区T分隔第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3。图21是沿图17的M1-M2线截取的剖面图。就是说，图21是图示桥形区域的剖面图，第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3通过该桥形区域彼此连接。参照图19至21，太阳能电池层101包括相继层叠在衬底100上的后电极层200、光吸收层300、缓冲层400、高阻缓冲层500和前电极层800。后电极层200被多个第一通孔Pl划分为多个后电极210、220…。就是说,第一通孔Pl可以选择性地露出衬底100并限定后电极210、220…。后电极210、220…分别布置在有源区A上。光吸收层300被多个第二通孔P2划分为多个光吸收部310、320…。就是说，第二通孔P2可以选择性地露出后电极层200的上表面并且限定光吸收部310、320…。光吸收部310、320…被分别布置在有源区A。前电极层800被多个第三通孔P3划分为多个前电极810、820…。就是说，第三通孔P3可以选择性地露出后电极层200的上表面并且限定前电极810、820…。前电极810、820…被分别布置在有源区A上。 太阳能电池层101被第三通孔P3划分为多个电池Cl…和Cn。此外，多个第三通孔P3分别被限定在电池Cl…和Cn中。此外，每个第三通孔P3被限定在有源区A和透射区T之间。每个有源区A包括相继层叠的一个后电极、一个光吸收部、缓冲层400、高阻缓冲层500和一个前电极。光吸收部310、320…和前电极810、820…可以互相形成PN结，并且有源区A可以通过入射光产生光电子。此外，分别在透射区T中限定透射凹槽20。每个透射凹槽20是这样一种凹槽，在该凹槽中，后电极层200、光吸收层300、缓冲层400、高阻缓冲层500和前电极层800的一部分被移除，以露出衬底100的上表面。就是说，由于透射区T不包括不透明的后电极和光吸收层，因此透射光。可以在透射区T上仅布置衬底100和EVA膜900，并且衬底100和EVA膜900可以是透明的。透射凹槽20可以限定在每个透射区T中，并且EVA膜900可以布置在透射凹槽20 中。就是说，EVA膜900的一部分可以插入透射凹槽20中。第一电池Cl的每个有源区A包括相继层叠的第一后电极210、第一光吸收部310、缓冲层400、高阻缓冲层500和第一前电极。第二电池C2的每个有源区A包括相继层叠的第二后电极220、第二光吸收部320、缓冲层400、高阻缓冲层500和第二前电极。第三电池C3的每个有源区A包括相继层叠的第三后电极230、第三光吸收部330、缓冲层400、高阻缓冲层500和第三前电极。第一电池Cl的第一光吸收部310、缓冲层400和第一前电极810可以延伸至非有源区NA。就是说，第一光吸收部310和第一前电极810可以延伸至第二电池C2的第二后电极图案225。第一前电极810可以延伸并且通过非有源区NA的第二通孔P2与第二后电极图案225连接。透射光线的透射区T可以延伸至第一电池Cl和第三电池C3的上部。例如，可以利用EVA膜900形成透射区T。就是说，布置在太阳能电池层101上的EVA膜900可以插入透射凹槽中，以形成透射区T。通过选择性地移除布置在第一电池Cl和第三电池C3之间的第二电池C2的有源区A而被限定的透射凹槽20可以限定透射区T。此外，每个透射区T的宽度可以与有源区A的宽度形同。当整体看时，太阳能电池层101可以具有交替布置有源区A和透射区T的结构。参照图21，第一电池Cl的有源区A、第二电池C2的有源区A和第三电池C3的有源区A彼此串联连接。就是说，第一前电极810通过第一连接线801与第二后电极220电连接和物理连接。具体地，第一连接线801布置在第一电池Cl和第二电池C2之间的第二通孔P2内。此外，第二前电极820通过第二连接线802与第三后电极230电连接和物理连接。具体地，第二连接线802布置在第二电池C2和第三电池C3之间的第二通孔P2内。通过相当于第三元件隔离区相对应的第三通孔P3可以将第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3分隔为单体电池。此外，EVA膜900布置在第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3上。
这里，第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3的有源区A可以通过第一连接线801和第二连接线802彼此电连接。详细地，第一电池Cl的有源区A可以通过第二电池C2和第三电池C3的有源区A与最后的电池Cn的有源区A电连接。因此，由于太阳能电池Cl…和Cn以桥形彼此串联连接，可以最小化输出电流的损耗。图17和图22至23是图示根据第二实施例的太阳能电池板的制造过程的示意图。将参照上述太阳能电池板来描述根据本实施例的制造过程。上述太阳能电池板及其制造方法大体上可以应用于本实施例。参照图22，在衬底100上形成后电极层200。衬底100可以由玻璃形成。此外，衬底100可以包括陶瓷衬底100、金属衬底100和聚合物衬底100。 例如，玻璃衬底100可以由钠钙玻璃或高应变点钠玻璃形成。金属衬底100可以包括由不锈钢或钛形成的衬底100。聚合物衬底100可以由聚酰亚胺形成。衬底100可以是透明的。衬底100可以是刚性的或挠性的。后电极层200由诸如金属的导体形成。由于后电极层200由金属形成，因此可以提高串联电阻特性，以提高电导率。例如，可以通过溅射过程使用钥(Mo)靶形成后电极层200。这样做是因为Mo的高电导率、与光吸收层300的欧姆接触以及在Se气氛下的高
温稳定性。用作后电极层200的Mo薄膜应该具有如电极一样的低电阻率，并且应该具有与衬底100之间的优异的粘合性，从而防止发生由热膨胀系数差异导致的脱层现象。然而，本公开不限于此。例如，后电极层200可以由掺杂有Na离子的Mo形成。尽管未示出，但是后电极层200可以包括至少一层。当后电极层200包括多个层时，构成后电极层200的多个层可以使用互不相同的材料形成。参照图23，在后电极层200中形成多个第一通孔P1。因此，后电极层200被划分为多个后电极210、220…。通过第一通孔Pl可以选择性地露出衬底100的上表面。例如，可以通过激光过程或机械过程图案化第一通孔P1。通过第一通孔P1，后电极210、220…可以布置为条状或矩阵形状，以与每个电池相对应。多个后电极210、220…可以包括第一后电极210、第二后电极220和第三后电极230。参照图24，在后电极层200上形成光吸收层300，以填充第一通孔Pl的间隙。光吸收层300可以由P型半导体化合物形成。光吸收层300可以由基于I、III、VI族的化合物形成。详细地，光吸收层300由基于Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)的化合物形成。另一方面,光吸收层300可以由基于Cu (In) Se2 (CIS)的化合物或基于Cu (Ga) Se2(CGS)的化合物形成。例如，利用Cu靶、In靶和Ga靶形成光吸收层300。在后电极210、220…上形成基于CIG的金属前驱层。之后，金属前驱层通过硒化过程与Se反应，从而形成基于CIGS的光吸收层。另外，可以执行利用Cu、In、Ga和Se的共蒸发过程，以形成光吸收层300。
光吸收层300接收外部光从而将外部光转换为电能。光吸收层300通过光电效应产生光电动势。缓冲层400和高阻缓冲层500形成在光吸收层300上。可以在光吸收层300上形成至少一层或多层缓冲层400。可以利用化学浴沉积法(CBD)层叠硫化镉，以形成缓冲层400。这里，缓冲层400可以是N型半导体层，光吸收层300是P型半导体层。因此，光吸收层300和缓冲层400彼此形成PN结。可以利用ZnO作为靶在高阻缓冲层500上执行溅射过程，以在CdS上进一步形成ZnO 层。
高阻缓冲层500可以作为透明电极层形成在缓冲层400上。例如，高阻缓冲层500可以由ITO、ZnO和i_ZnO中的一种形成。缓冲层400和高阻缓冲层500布置在光吸收层300与稍后形成的前电极之间。就是说，由于光吸收层300和前电极层800中的每个之间的能带隙和晶格常数存在很大的差异，因此，可以将具有光吸收层300和前电极层800带隙值的中间带隙值的缓冲层400和高阻缓冲层500插入光吸收层300与前电极层800之间，以获得优异的结。尽管在本实施例中，在光吸收层300上形成两个缓冲层400和500，但是本发明不限于此。例如，可以在光吸收层300上仅形成一个缓冲层。参照图25，形成穿过高阻缓冲层500、缓冲层400和光吸收层300的多个第二通孔P2。通过第二通孔P2可以选择性地露出后电极层200。可以利用诸如尖头工具的机械设备或激光设备形成第二通孔P2。多个第二通孔P2分别被布置为与多个第一通孔Pl相邻。第二通孔P2将光吸收层300划分为多个光吸收部310、320…。就是说，第二通孔P2限定光吸收部310、320…。参照图26，在高阻缓冲层500上层叠透明导电材料，以形成前电极层800。当形成前电极层800时，透明导电材料可以插入第二通孔P2中，以形成第一连接线801和第二连接线802。因此，形成包括后电极层200、光吸收层300、缓冲层400、高阻缓冲层500和前电极层800的太阳能电池层101。第一连接线801可以通过第二通孔P2与第二后电极220电连接和物理连接。第二连接线802可以通过第二通孔P2与第三后电极230电连接和物理连接。可以执行溅射过程以形成掺杂有Al或Al2O3的ZnO，由此形成前电极层800。前电极层800是与光吸收层300形成PN结的窗口层。由于前电极层800用作太阳能电池前表面的透明电极，因此前电极层800可以由具有高透光率和电导率的ZnO形成。因此，由于ZnO掺杂有Al或Al2O3，可以形成具有低电阻的电极。通过利用ZnO靶的射频(RF)溅射过程、利用Zn靶的反应溅射过程、或金属有机化学沉积过程，可以沉积用作前电极层800的ZnO薄膜。此外，可以形成双层结构，在该结构中，具有优异光电特性的氧化铟锡(ITO)薄膜沉积在ZnO薄膜上。参照图27，形成穿过前电极层800、高阻缓冲层500、缓冲层400和光吸收层300的多个第三通孔P3。通过第三通孔P3可以选择性地露出后电极层200的上表面。多个第三通孔P3可以分别被布置为与多个第二通孔P2相邻。可以通过辐照激光或利用诸如尖头工具的机械设备形成第三通孔P3。第三通孔P3将前电极层800划分为多个前电极810、820…。此外，第三通孔P3可以将光吸收层300、缓冲层400、高阻缓冲层500和前电极层800划分为多个单体电池。就是说，如图17和27所示，通过第三通孔P3可以在太阳能电池层101中限定多个电池Cl…和Cn。 如图27和28所示，通过第三通孔P3形成的电池Cl…和Cn可以布置为条状形状。就是说，第三通孔P3可以形成在竖直方向，即衬底100的Y轴方向上。此外，第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3通过第三通孔P3可以彼此分隔。这里，从第一前电极810延伸的第一连接线801可以通过在第一电池Cl和第二电池C2之间的第二通孔P2与第二后电极220连接。从第二前电极820延伸的第二连接线802可以通过在第二电池C2和第三电池C3之间的第二通孔P2与第三后电极230连接。就是说,第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3可以通过第一连接线801和第二连接线802彼此电连接。多个电池Cl…和Cn可以通过前电极810、820…以及连接线801和802彼此串联连接。电池Cl…和Cn可以被分为将太阳光转换为电能的有源区A和不将太阳光转换为电能的非有源区NA。在第一通孔Pl和第三通孔P3之间、与电池Cl…和Cn之间的区域相对应的区域可以是非有源区NA。就是说，从第一通孔Pl到第三通孔P3的区域可以是不产生电能的死区。参照图29和30，在前电极层800上形成掩膜10。图29是掩膜10的平面图，图30是以图29的方式被图案化的太阳能电池层101的平面图。参照图29，掩膜10包括多个阻光部11和多个露出部12。掩膜10可以具有与太阳能电池层101的平面形状相对应的结构。例如，掩膜10的X轴和Y轴可以被布置为与图28所示的太阳能电池层101的X轴和Y轴相对应。在掩膜10中，阻光部11和露出部12相对于竖直方向(即Y轴)交替形成。当掩膜10被布置在电池Cl…和Cn上时，通过阻光部11和露出部12可以选择性地露出透射区T。例如，每个阻光部11可以在竖直方向上具有第一长度D1，并且每个露出部12可以具有小于第一长度Dl的第二长度D2。在掩膜10中，露出部12可以相对于水平方向(即X轴)以之字形偏离相邻的露出部12。就是说，阻光部11可以被布置在一个露出部12周围。阻光部11可以相对于掩膜10的水平方向以之字形偏离相邻的阻光部11。此外，阻光部11的边缘区域可以与相邻的阻光部11的边缘区域连接。就是说，露出部12与相邻的露出部12可以彼此不接触并且交替地布置在掩膜10的X轴方向和Y轴方向上。阻光部11和相邻的阻光部11可以交替地布置并且彼此局部连接。
参照图30至33，利用掩膜10作为蚀刻掩膜，在太阳能电池层101上执行蚀刻过程。在太阳能电池Cl…和Cn的每个中形成用于选择性露出衬底100的透射凹槽20。透射凹槽20可以限定太阳能电池Cl…和Cn中的每个太阳能电池的有源区A。就是说，通过掩膜10的阻光部11形成太阳能电池Cl…和Cn中的每个太阳能电池的有源区A，并且通过露出部12形成太阳能电池Cl…和Cn中的每个太阳能电池的透射凹槽20。例如，第一电池Cl和第二电池C2的有源区A和透射区T可以相对于竖直方向(SPY轴)交替地形成。第一电池Cl的透射凹槽20和第二电池C2的透射凹槽20可以相对于水平方向(X轴)互相沉积为之字形。第一电池Cl的有源区A和第二电 池C2的有源区A可以相对于水平方向(即X轴)互相沉积为之字形，因此，其边缘区域可以互相连接。就是说，与第一电池Cl和第二电池C2相对应的有源区A可以通过透射凹槽20彼此分隔。第一电池Cl的有源区A可以与第二电池C2的有源区A选择性地连接。就是说，太阳能电池Cl…和Cn的有源区A可以彼此连接为桥形形状。因此，太阳能电池Cl…和Cn可以彼此串联连接。将参照图31至33详细描述利用掩膜10的蚀刻过程。图31是沿图30的L3-L4线截取的剖面图，图32是沿图30的M3-M4线截取的剖面图，图33是沿图30的N3-N4线截取的剖面图。在包括前电极层800的衬底100上可以形成光刻胶层，然后可以执行光刻过程以形成用于选择性地露出前电极层800的露出部12，由此制造掩膜10。例如，第二后电极220可以具有第一宽度W1，每个露出部12可以具有小于第一宽度Wl的第二宽度W2。每个露出部12的第二宽度W2可以是这样的宽度,它对应于从通过布置在第一连接线801 —侧处的第三通孔P3露出的第二后电极220到该第二后电极的另一端。就是说，露出部12可以露出与第二电池C2的有源区A相对应的前电极层800。阻光部11可以覆盖与第一电池Cl的有源区A和非有源区NA相对应的前电极层800。此外，阻光部11可以覆盖与第三电池C3的有源区A和非有源区NA相对应的前电极层 800。执行利用掩膜10的蚀刻过程，以形成透射凹槽20。通过透射凹槽20可以露出与第二电池C2的有源区A相对应的衬底100的上表面。第一电池Cl和第三电池C3可以通过透射凹槽20彼此分隔。现在将详细描述透射凹槽20的形成。利用掩膜10作为蚀刻掩膜执行第一蚀刻过程。第一蚀刻过程是蚀刻通过露出部12露出的前电极层800和高阻缓冲层500的过程。例如，利用HCl执行第一蚀刻过程。通过第一蚀刻过程可以选择性移除前电极层800和高阻缓冲层500，以露出缓冲层 400。接着，利用掩膜10作为蚀刻掩膜执行第二蚀刻过程。第二蚀刻过程是蚀刻通过掩膜10露出的缓冲层和光吸收层300的过程。
例如，利用H2SO4执行第二蚀刻过程。通过第二蚀刻过程可以选择性移除缓冲层400和光吸收层300，以露出后电极220。接着，利用掩膜10作为蚀刻掩膜执行第三蚀刻过程。第三蚀刻过程是蚀刻通过掩膜10露出的第二后电极220的过程。例如，利用包括磷酸、硝酸、醋酸和过氧化氢中一种的钥蚀刻剂执行第三蚀刻过程。通过第三蚀刻过程移除与第二电池C2的有源区A相对应的第二后电极220，以形成露出衬底100的透射凹槽20。 这里，移除与第二电池C2的有源区A相对应的第二后电极220，并且在非有源区NA上留下第二后电极图案225。第一电池Cl和第三电池C3可以通过透射凹槽20彼此分隔。透射凹槽20的宽度可以与掩膜10的每个露出部12的宽度相对应。具体地，由于可以调节掩膜10的露出部12的宽度，因此也可以调节透射凹槽20的宽度。图32是图示不受蚀刻过程影响的太阳能电池有源区A的剖面图。参照图32，可以在第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3上仅布置掩膜10的阻光部11。因此，当执行用于形成透射凹槽20的蚀刻过程时，可以保护被掩膜10覆盖的第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3。因此，第一电池Cl、第二电池C2和第三电池C3的有源区A可以彼此电连接。图33是图示一种结构的剖面图，在该结构中选择性地移除第二电池C2的有源区A以形成开口 15。在第二电池C2上形成掩膜10，以形成露出衬底100的透射凹槽20。通过掩膜10的露出部可以选择性地露出前电极层800。执行利用掩膜10的蚀刻过程，以在第二电池C2的有源区A之间形成透射凹槽20。与图31的蚀刻过程一起执行用于在第二电池C2中形成透射凹槽20的蚀刻过程。通过透射凹槽20，第二电池C2的有源区A可以彼此分隔。就是说，通过透射凹槽20，第二电池C2的有源区A可以彼此物理分隔和电分隔。第二电池C2的有源区A可以具有与阻光部11的长度相对应的第一长度D1。第二电池C2的透射凹槽20可以具有与每个露出部12的长度相对应的第二长度D2。尽管执行选择性蚀刻过程以在太阳能电池Cl…和Cn中形成透射凹槽20，但是本发明不限于此。参照图34，在衬底100的后表面上形成掩膜10。由于掩膜10的形状与图29的掩膜10的形状相同，因此将省略其详细描述。就是说，掩膜10可以选择性露出与第二电池C2的有源区A相对应的衬底100。接着，可以执行利用掩膜10作为蚀刻掩膜的激光过程(例如，Nd-YAG激光)。可以执行激光过程以选择性地移除与掩膜10的露出部12相对应的第二后电极220、光吸收层300、缓冲层400、高阻缓冲层500和前电极层800，以形成透射凹槽20。之后，可以执行灰化过程，以移除掩膜10。
参照图35，可以在包括透射凹槽20的衬底100上执行层压过程，以附着EVA膜900。EVA膜900可以填充到透射凹槽20的间隙中以形成透射区T。在形成EVA膜900之前，形成与布置在太阳能电池Cl…和Cn边缘上的电池连接的母线。图36是图示透射区T的改进实例的剖面图。参照图36，透明绝缘材料910可以填充到透射凹槽20的间隙中，以形成透射区T。透明绝缘材料910可以是具有约100°C到约200°C的耐热性、约90%至约100%的透光率、强耐碱性、强耐光性和强绝缘性的材料。 例如，透明绝缘材料910可以由是透明无定形树脂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，poly methyl methacrylate)和丙烯腈，以及是苯乙烯共聚物的SAN (苯乙烯丙烯腈，Styrene Acrylonitrile)、聚碳酸酯(PC, poly cabornate)、透明的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS, acrylonitrile butadiene styrene)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,polyethylene terephtalate)、超高分子量(U-HMW)聚乙烯(ployethylene)、甲基纤维素(MC, methyl cellulose)、聚甲醒(POM, poly oxy methylene)、聚四氟乙烯(PTEE,polytetrafluoroethylene)、聚环氧丙烧(PP0, polypropylene oxide)以及聚氨酯(PUR,polyurethane)中的一种形成。此外，透明绝缘材料910可以由正性或负性光刻胶形成。透明绝缘材料910可以通过沉积、热吸收、注入或填充过程选择性地形成在透射凹槽20中。此外，可以向透明绝缘材料910增加颜色，以形成彩色的透射区T。之后，可以在包括透明绝缘材料910的前电极层800上执行层压过程，以形成EVA膜 900。根据本实施例，通过透射区T可以在衬底100上限定有源区A和非有源区NA。有源区A可以产生光电动势，透射区T可以透射光。有源区A和透射区T可以形成为马赛克形状，以同时提高发电效率和透射率。尽管已参照本发明的若干示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本领域技术人员可以推导出的许多其它改进和实施例将落在本公开原理的精神和范围内。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，可以对所讨论的结合布置方式的组成部件和/或布置方式进行各种变型和改进。除了对组成部件和/或布置方式进行各种变型和改进之外，替换使用对本领域技术人员来说也是显然的。工业应用性根据实施例的太阳能电池设备可以用于光伏发电领域。
权利要求
1.一种太阳能电池设备，包括 衬底； 布置在所述衬底上的第一电池；以及 布置在所述衬底上的第二电池，所述第二电池与所述第一电池相邻， 其中，所述第一电池包括彼此交替布置的多个第一有源区和多个第一透射区， 所述第二电池包括彼此交替布置的多个第二有源区和多个第二透射区，并且 所述多个第一有源区分别与所述多个第二透射区相邻。
2.根据权利要求I所述的太阳能电池设备，其中，所述第一有源区相对于所述第二有源区沿对角线布置。
3.根据权利要求I所述的太阳能电池设备，其中，每个第一有源区包括 布置在所述衬底上的第一后电极； 布置在所述第一后电极上的第一光吸收部；以及 布置在所述第一光吸收部上的第一前电极， 其中，每个第二透射区包括 与所述第一前电极连接的第二下透明电极； 布置在所述第二下透明电极上的第二透明绝缘层；以及 布置在所述第二透明绝缘层上的第二上透明电极。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池设备，其中，每个所述第二有源区包括； 布置在所述衬底上的第二后电极； 布置在所述第二后电极上的第二光吸收部；以及 布置在所述第二光吸收部上的第二前电极。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池设备，其中，所述第二后电极与所述第二下透明电极连接。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池设备，其中，所述第二上透明电极与所述第二前电极结合为一体。
7.根据权利要求3所述的太阳能电池设备，进一步包括与所述第二电池相邻的第三电池， 其中，所述第三电池包括彼此交替布置的多个第三有源区和多个第三透射区，并且 所述多个第三有源区分别与所述多个第二透射区相邻。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池设备，其中，每个所述第三有源区包括 布置在所述衬底上的第三后电极，所述第三后电极与所述第二上透明电极连接； 布置在所述第三后电极上的第三光吸收部；以及 布置在所述第三光吸收部上的第三前电极。
9.一种太阳能电池设备，包括 衬底；以及 布置在所述衬底上的太阳能电池层， 其中，所述太阳能电池层包括彼此交替布置的多个有源区和多个透射区，并且 每个所述透射区包括 布置在所述衬底上的下透明电极；布置在所述下透明电极上的透明绝缘层；以及 布置在所述透明绝缘层上的上透明电极。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池设备，其中，通过所述透射区和所述有源区，所述太阳能电池层具有马赛克形状。
11.根据权利要求9所述的太阳能电池设备，其中，多个凹槽分别被限定在所述太阳能电池层中的所述透射区和所述有源区之间。
12.—种太阳能电池设备的制造方法，所述方法包括 在衬底上形成后电极层； 在所述后电极层上形成光吸收层； 图案化所述后电极层和所述光吸收层，以形成多个透射凹槽； 在每个所述透射凹槽中形成下透明电极； 在所述下透明电极上形成透明绝缘层；以及 在所述光吸收层和所述透明绝缘层上形成前电极层。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在所述光吸收层中形成与所述透明绝缘层相邻的第二通孔。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在形成所述前电极层时，将透明导电材料填充到所述第二通孔中，并且 移除填充到所述第二通孔中的所述透明导电材料的一部分，以在所述前电极层中形成第三通孔。
15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括在所述前电极层中形成与所述第二通孔相邻的第三通孔。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，通过所述第三通孔露出所述透明绝缘层。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，形成所述透射凹槽的过程包括 在所述光吸收层上布置掩膜，所述掩膜包括分别与所述多个透射凹槽相对应的多个开口 ；以及 利用所述掩膜局部蚀刻所述光吸收层和所述后电极层。
18.一种太阳能电池设备包括 衬底； 布置在所述衬底上的第一电池；以及 布置在所述衬底上的第二电池，所述第二电池与所述第一电池相邻， 其中，所述第一电池包括彼此交替布置的多个第一有源区和多个第一透射区， 所述第二电池包括彼此交替布置的多个第二有源区和多个第二透射区，并且 所述第一有源区分别与所述有源区连接。
19.根据权利要求18所述的太阳能电池设备，其中，所述第一有源区与所述第二有源区串联连接。
20.根据权利要求18所述的太阳能电池设备，其中，所述第一有源区和所述第二有源区被布置为之字形形状。
21.根据权利要求18所述的太阳能电池设备，其中，所述第一有源区的边缘区域与所述第二有源区的边缘区域连接。
22.根据权利要求18所述的太阳能电池设备，其中，所述多个第一有源区的两个有源区与所述多个第二有源区的一个有源区连接。
23.根据权利要求22所述的太阳能电池设备，其中，所述多个第二有源区的两个有源区和所述多个第一有源区的一个有源区连接。
24.根据权利要求18所述的太阳能电池设备，其中，每个所述第一有源区包括 布置在所述衬底上的第一后电极； 布置在所述第一后电极上的第一光吸收部；以及 布置在所述第一光吸收部上的第一前电极，并且 每个所述第二有源区包括 布置在所述衬底上的第二后电极； 布置在所述第二后电极上的第二光吸收部；以及 布置在所述第二光吸收部上的第二前电极， 其中，所述第一前电极与所述第二后电极连接。
25.根据权利要求18所述的太阳能电池设备，进一步包括与所述第二电池相邻的第三电池， 其中，所述第三电池包括彼此交替布置的多个第三有源区和多个第三透射区，并且 所述第二有源区与所述第三有源区连接。
26.根据权利要求18所述的太阳能电池设备，其中，所述第二有源区的边缘区域与所述第三有源区的边缘区域连接。
27.根据权利要求18所述的太阳能电池设备，其中，每个所述第一有源区的长度大于每个所述第一透射区的长度。
28.—种太阳能电池设备的制造方法，所述方法包括 在衬底上形成后电极层； 在所述后电极层上形成光吸收层； 在所述光吸收层上形成前电极层；以及 图案化所述后电极层、所述光吸收层和所述前电极层，以形成多个有源区和多个透射区， 其中，所述多个有源区彼此相邻和连接，并且 所述多个透射区彼此分隔。
29.根据权利要求28所述的方法，进一步包括在所述前电极层和所述光吸收层中形成多个第三通孔， 其中，分别在多个所述第三通孔之间形成所述透射区。
30.根据权利要求28所述的方法，其中，所述有源区和所述透射区形成为马赛克形状。
31.根据权利要求28所述的方法，其中，形成所述透射区的过程包括 在所述前电极层上形成掩膜，所述掩膜包括分别与所述多个透射区相对应的多个开口 ；以及 利用所述掩膜局部蚀刻所述后电极层、所述光吸收层和所述前电极层。
32.根据权利要求28所述的方法，其中，所述多个有源区彼此串联连接。
全文摘要
本发明提供一种太阳能电池设备及其制造方法。所述太阳能电池设备包括衬底；布置在所述衬底上的第一电池；以及布置在所述衬底上的第二电池，所述第二电池与所述第一电池相邻。所述第一电池包括彼此交替布置的多个第一有源区和多个第一透射区。所述第二电池包括彼此交替布置的多个第二有源区和多个第二透射区。所述多个第一有源区分别与所述多个第二透射区相邻。
文档编号H01L31/042GK102668120SQ201080054750
公开日2012年9月12日 申请日期2010年9月30日 优先权日2009年10月1日
发明者池奭宰 申请人:Lg伊诺特有限公司