太陽能電池及其制造方法技術

本發明專利技術公開了一種太陽能電池及其制造方法。所述太陽能電池包括：設置在支撐基板上的背電極層；設置在背電極層上的光吸收層；設置在光吸收層上的前電極層；連接線，延伸穿過光吸收層并將背電極層與前電極層電連接；以及形成在連接線的側表面上的側絕緣部。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】太陽能電池及其制造方法
本專利技術涉及一種太陽能電池及其制造方法。
技術介紹
太陽能電池可以定義為通過當太陽光照射在P-N結二極管上時產生電子的光電效應把光能轉化成電能的這樣一種裝置。根據用于結型二極管的材料太陽能電池可以分為硅太陽能電池、包含I-III-VI族元素或III-V族元素的化合物半導體太陽能電池、染料敏化太陽能電池以及有機材料太陽能電池。銅銦鎵硒薄膜太陽能電池是以I-III-VI族黃硒銅基化合物半導體制成的太陽能電池的一種，表現出優越的光吸收性，相對于低厚度的較高的光電轉化效率，優越的光電穩定性。所以CIGS太陽能電池有望代替傳統的硅太陽能電池。與堆積型太陽能電池不同，CIGS薄膜太陽能電池具有多個電池單元，它們通過圖案化工藝(TH1-TH3)相互串聯連接。最重要的圖案化工藝是TH2圖案化工藝。在TH2圖案中，連接線與背電極相接觸，因此，如果在TH2圖案處沒有發生接觸，可能會發生電損失，并且太陽能電池的效率也會明顯降低。
技術實現思路
技術問題本專利技術提供一種漏電流減少、可靠性提高、光電效應增強的太陽能電池及其制造方法。技術方案根據第一實施例所述的太陽能電池包括：設置在支撐基板上的背電極層；設置在背電極層上的光吸收層；設置在光吸收層上的前電極層；連接線，其形成為穿過光吸收層并將背電極層與前電極層電連接；以及設置在連接線的側表面上的側絕緣部。根據第二實施例所述的太陽能電池包括：背電極層，設置在支撐基板上并且包括使支撐基板部分地暴露的第一凹槽；第一側絕緣部，形成在具有第一凹槽的背電極層的側表面上；光吸收層，設置在背電極層上并且具有使背電極層部分地暴露的第二凹槽；連接線，被間隙填充在第二凹槽中；第二側絕緣部，被間隙填充在第二凹槽中并形成在連接線的側表面上；以及設置在光吸收層上的前電極層。根據實施例所述的太陽能電池制造方法包括：在支撐基板上形成背電極層；在背電極層上形成光吸收層；形成穿過光吸收層的凹槽；在凹槽的側表面上形成側絕緣部；以及在光吸收層上形成連接線和前電極層。有益效果根據第一實施例，由于在連接線的側表面上形成了第二側絕緣部，減少了從連接線到光吸收層的漏電流，并且相應地改善了裝置的可靠性。根據第二實施例，由于在使支撐基板部分地暴露的第一凹槽的側表面上形成了第一側絕緣部，被第一凹槽間隔開的背電極層之間的漏電流減少，并且相應地改善了裝置的可靠性。另外，由于側絕緣部可以防止漏電流，凹槽的寬度可以變窄同時光吸收層的體積增加，相應地改善了光電轉化效率。根據本實施例所述的太陽能電池制造方法，通過利用帶孔的切削刀頭可以同時形成凹槽和側絕緣部。也就是說，通過簡易的方法就能形成側絕緣部而無需單獨過程。附圖說明圖1是根據第一實施例所述的太陽能電池的平面示意圖；圖2是從圖1選取的以A-A’線為剖線的剖視圖；圖3是根據第二實施例所述的太陽能電池剖視圖；以及圖4到圖9是根據實施例所述的太陽能電池制造方法的剖視示意圖。具體實施方式在實施例的描述中，應該明白，當某一基板、層、膜或者電極被稱作是在另一基板、另一層、另一膜或者另一電極“之上”或者“之下”時，它可以是“直接”或“間接”地在該另一基板、層、膜或電極之上或之下，或者也可以存在一個或更多的中間層。層的這種位置參照附圖進行了描述。為了說明目的每個部分的尺寸可能被放大，所以并不完全反映實際的尺寸。圖1是第一實施例所述的太陽能電池的平面示意圖，圖2是從圖1選取的以A-A’線為剖線的剖視圖。參照圖1和圖2，第一實施例所述的太陽能電池包括支撐基板100、背電極層200、光吸收層300、緩沖層400、前電極層500、連接線600以及側絕緣部610。支撐基板100為板狀，用來支撐電極層200、光吸收層300、緩沖層400、前電極層500、連接線600以及側絕緣部610。支撐基板100可以是絕緣體。支撐基板可以是玻璃基板、塑料基板或者金屬基板。更詳細地講，支撐基板100可以是鈉鈣玻璃基板，可以是透明的，可以是剛性的或柔性的。背電極層200是導電層。背電極層200可以由鉬(Mo)、金(Au)、鋁(Al)、鉻(Cr)和銅(Cu)中的任意一種形成。在以上材料中，鉬具有與支撐基板100相近的熱膨脹系數，所以鉬可以改善粘合性能，防止背電極層200從支撐基板100上剝落，充分滿足了背電極層200所需要的特性。第一凹槽TH1可以形成在背電極層200中。第一凹槽TH1與將支撐基板100的上表面暴露的開口區域相對應。當從頂部俯視時，第一凹槽TH1可以是朝一個方向延伸。第一凹槽TH1的寬度可以為約50μm到100μm。光吸收層300設置在背電極層200上。光吸收層300所包括的材料也間隙填充在第一凹槽TH1中。光吸收層300包括I-Ⅲ-Ⅵ族化合物。例如，光吸收層300可以具有銅銦鎵硒基(Cu(IN,Ga)(Se,S)2，CIGSS基)晶體結構、銅銦硒基或者銅鎵硒基晶體結構。光吸收層300的能帶間隙約為1eV到1.8eV。光吸收層300可以包括使背電極層200部分地暴露的第二凹槽TH2，可以通過第二凹槽TH2限定出多個光吸收部分。也就是說，第二凹槽TH2將光吸收層300分成多個光吸收部分。第二凹槽TH2形成為鄰近第一凹槽TH1。也就是說，當從頂部俯視時，第二凹槽TH2中的一些凹槽形成在靠近第一凹槽TH1的位置。第二凹槽TH2的寬度可以約為40μm到150μm，但本實施例不限于此。連接線600和側絕緣部610可以在第二凹槽TH2中形成。這種結構將會和連接線600一起在下面詳細描述。緩沖層400設置在光吸收層300上。根據本實施例所述的太陽能電池，在光吸收層300與前電極層500的薄膜之間形成p-n結，光吸收層300對應于作為p型半導體的CIGS或CIGSS化合物薄膜，前電極層500的薄膜作為n型半導體。然而，兩種材料的晶格常數和帶隙能量差別很大，所以為了形成良性p-n結，增加一個具有在兩種材料之間的能帶隙的緩沖層是很有必要的。緩沖層400包括硫化鎘(CdS)，緩沖層400的能帶隙約為2.2eV到2.4eV。同時，盡管在圖中沒有示出，可以在緩沖層400上額外地設置高阻緩沖層(未示出)。高阻緩沖層包括不摻雜雜質的i-ZnO。前電極層500設置在緩沖層400上。前電極層500是透明的，并且是導電層。前電極層500可以包括氧化物。例如，前電極層500可以包括氧化鋅、銦錫氧化物(ITO)或者銦鋅氧化物(IZO)。這種氧化物可以包含雜質如鋁(Al)、氧化鋁(Al2O3)、鎂(Mg)或鎵(Ga)。更詳細地講，前電極層500可以包括鋁摻雜的氧化鋅(AZO)或者鎵摻雜的氧化鋅(GZO)。連接線600與前電極層500一體形成。也就是說，可以在前電極層500形成的同時形成連接線600，并且連接線600的材料與前電極層500的材料相同。連接線600設置在第二凹槽TH2中，也就是說，連接線600延伸穿過光吸收層300。連接線600從前電極層500向下延伸并連接至背電極層200。也就是說，連接線600可以將前電極層500和背電極層200進行電連接。舉例說明，連接線600從第一電池C1的前電極延伸，并連接到與第一電池C1相鄰的第二電池C2的背電極。因此，連接線600將相鄰的電池連接。更詳細地講，連接線600將在相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽能電池，包括：在支撐基板上的背電極層；在所述背電極層上的光吸收層；在所述光吸收層上的前電極層；連接線，延伸穿過所述光吸收層，并將所述背電極層與所述前電極層電連接；以及在所述連接線的側表面上的側絕緣部。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.10.25 KR 10-2011-01091561.一種太陽能電池，包括：設置在支撐基板上的背電極層，其具有使所述支撐基板部分地暴露的第一凹槽；第一側絕緣部，其形成在具有所述第一凹槽的所述背電極層的側表面上；設置在所述背電極層上的光吸收層，其具有使所述背電極層部分地暴露的第二凹槽；被間隙填充在所述第二凹槽中的連接線；第二側絕緣部，其被間隙填充在所述第二凹槽中且形成在所述連接線的側表面上；以及在所述光吸收層上的前電極層；其中，所述連接線與所述前電極層一體形成并且所述連接線的材料與所述前電極層的材料相同；其中，所述第一側絕緣部包括所述背電極層的被氧化材料。2.如權利要求1所述的太陽能電池，其中，所述第二側絕緣部形成在所述光吸收層的側表面與所述連接線的側表面之間。3.如權利要求1所述的太陽能電池，其中，緩沖層設置在所述光吸收層上，并且包括形成在所述光吸收層中的所述第二凹槽。4.如權利要求3所述的太陽能電池，其中，形成在所述緩沖層中的所述第二凹槽包括所述第二側絕緣部。5.如權利要求1所述的太陽能電池，其中，所述連接線從所述前電極層向下延伸。6.如權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓承憲，
申請(專利權)人：LG伊諾特有限公司，
類型：發明
國別省市：韓國;KR