CN101604713B - 薄膜型太阳能电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄膜型太阳能电池及其制造方法，其中，薄膜型太阳能电池的制造方法包括：在衬底上顺序地沉积前电极层和半导体层；通过除去前电极层和半导体层的预定部分形成第一分隔槽；通过除去半导体层的预定部分形成接触部分和第二分隔槽；在第一分隔槽中形成第一绝缘层；以及多个后电极通过插置于其间的第二分隔槽以固定间隔形成，其中，各个后电极通过接触部分与前电极层电连接。与需要三次清洁工艺的现有技术不同，本发明在进行激光划片工艺后只需一次清洁工艺，因而由于简化的制造工艺使产量提高。与现有技术不同，根据本发明，不需要交替地将衬底装入真空沉积设备和激光划片设备，因而设备结构简单并且制造时间减少，由此使产量增加。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年6月13日提交的，韩国专利申请第P2008-0055585号的优先权。该申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池，更特别地，涉及一种具有多个串联连接的单体电池的薄膜型太阳能电池。
背景技术
具有半导体特性的太阳能电池将光能转化为电能。
下面对根据现有技术的太阳能电池的构造和原理进行简要介绍。太阳能电池以P型半导体与N型半导体结合在一起的PN结的构造形成。当太阳光线照射在具有PN结构造的太阳能电池上的时候，由于太阳光线的能量而在该半导体上生成空穴(+)和电子(-)。由于在PN结的区域产生了电场，空穴(+)向P型半导体漂移，电子(-)向N型半导体漂移，因此随着电势的出现而形成电能。
太阳能电池主要分为晶片太阳能电池和薄膜型太阳能电池。
晶片太阳能电池使用诸如硅等半导体材料制成的晶片。同时，薄膜型太阳能电池是通过在玻璃衬底上以薄膜的形式形成半导体而制成。
就效率而言，晶片太阳能电池优于薄膜型太阳能电池。然而，对晶片太阳能电池来说，因实施其制造工艺困难而难以实现较小的厚度。此外，晶片太阳能电池使用昂贵的半导体衬底，因此增加了它的制造成本。
尽管薄膜型太阳能电池在效率上低于晶片太阳能电池，但薄膜型太阳能电池具有诸如实现薄形体和使用低价材料等优点。因此，薄膜型太阳能电池适于大规模生产。
薄膜型太阳能电池通过顺序地执行以下步骤而制成：在玻璃衬底上形成前电极、在前电极上形成半导体层以及在半导体层上形成后电极。在这种情况下，由于前电极相当于光线入射表面，因此前电极由ZnO(氧化锌)等透明导电材料制成。随着衬底尺寸的增大，由于透明导电材料的阻抗使得功率损耗增大。
因此，提出了一种用于最小化功率损耗的方法，该方法中，薄膜型太阳能电池被分为多个串联连接的单体电池。该方法使得由透明导电材料的阻抗引起的功率损耗最小化。
在下文中，将参照图1A至图1F说明根据现有技术的具有多个串联连接的单体电池的薄膜型太阳能电池的制造方法。
图1A至图1F是图示现有技术中具有多个串联连接的单体电池的薄膜型太阳能电池的制造方法的一组剖面图。
首先，如图1A所示，在衬底10上形成前电极层20a，其中前电极层20a由诸如氧化硅的透明导电材料形成。
接着，如图1B所示，通过除去前电极层20a的预定部分形成多个第一分隔槽25，以便多个前电极20通过插置于其间的各个第一分隔槽25以固定间隔形成。
然后，如图1C所示，在包括前电极20的衬底10的整个表面上形成半导体层30a。
如图1D所示，通过除去半导体层30a的预定部分形成多个接触部分35。
如图1E所示，在衬底10的整个表面上形成后电极层50a。
如图1F所示，通过除去后电极层50a和半导体层30a的预定部分形成多个第二分隔槽55。因此，多个后电极层50a通过插置于其间的各个第二分隔槽55以固定间隔形成，其中各个后电极50通过接触部分35与前电极20电连接。在各个后电极50通过接触部分35与前电极20电连接的情况下，此薄膜型太阳能电池形成为这样一种多个单体电池串联电连接的结构。
然而，根据现有技术的薄膜型太阳能电池的制造方法具有如下缺点：
第一，根据现有技术的薄膜型太阳能电池的制造方法必须需要全部三个图案化步骤，即用于第一分隔槽25的图案化步骤，用于接触部分35的图案化步骤和用于第二分隔槽55的图案化步骤。通过激光划片工艺分别地执行这些图案化步骤。在这种情况下，进行激光划片工艺期间，残余物可能余留在衬底上。另外，如果衬底被残余物污染，那么在电极之间可能由于该残余物而发生短路，因而，通常在执行激光划片工艺后进行用于从衬底上除去残余物的清洁工艺。因此，对于必须需要全部三个图案化步骤的根据现有技术的薄膜型太阳能电池的制造方法，必须进行三次清洁工艺。就是说，根据现有技术的制造方法变得复杂并且导致低的产量。
第二，根据现有技术的薄膜型太阳能电池的制造方法包括交替地执行真空环境工艺和空气环境工艺，因此制造设备的结构复杂，并且制造时间增长，因而降低产量。
简言之，根据现有技术的薄膜型太阳能电池的制造方法包括：形成前电极层20a的工艺(图1A的工艺)；形成第一分隔槽25的工艺(图1B的工艺)；形成半导体层30a的工艺(图1C的工艺)；形成接触部分35的工艺(图1D的工艺)；形成后电极层50a的工艺(图1E的工艺)；以及形成第二分隔槽55的工艺(图1F的工艺)。
此时，通常通过利用真空沉积设备执行形成前电极层20a的工艺(图1A的工艺)，形成半导体层30a的工艺(图1C的工艺)，以及形成后电极层50a的工艺(图1E的工艺)。同时，通常在大气压下通过利用激光划片设备执行形成第一分隔槽25的工艺(图1B的工艺)，形成接触部分35的工艺(图1D的工艺)，以及形成第二分隔槽55的工艺(图1F的工艺)。为了完成根据现有技术的薄膜型太阳能电池，衬底10必须交替地装入真空沉积设备和激光划片设备。
当在大气压下将衬底10装入真空沉积设备时，必须防止外界空气流入真空沉积设备。为了防止外界空气流入真空沉积设备，衬底10通常通过穿过通道摇摆室(road rock chamber)装入，而不是将其直接装入真空沉积设备。如果衬底10交替地装入真空沉积设备和激光划片设备，设备的结构将由于通道摇摆室而变复杂。并且，如果衬底10穿过通道摇摆室，用于制造工艺的时间变长。
发明内容
因此，本发明涉及一种薄膜型太阳能电池及其制造方法，基本解决了由于现有技术的限制和缺点导致的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种薄膜型太阳能电池及其制造方法，利用通过减少在激光划片工艺后执行的清理工艺的总次数而简化的制造工艺，能够提高产量。
本发明的另一目的是提供一种薄膜型太阳能电池及其制造方法，能够通过减少将衬底交替地装入真空沉积设备和激光划片设备的总次数，简化设备结构并缩短总的制造时间。
在下面的描述中将部分地提出本发明的其它优点、目的和特点，并且，部分地，对于本领域技术人员，通过分析下文变得明显或者可以通过实施本发明而了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现上述目标和其它优点并且与本发明的目的相一致，如在此举例和概括描述的，一种薄膜型太阳能电池的制造方法包括：在衬底上顺序地沉积前电极层和半导体层；通过除去前电极层和半导体层的预定部分，形成第一分隔槽；通过除去半导体层的预定部分，形成接触部分和第二分隔槽；在第一分隔槽中形成第一绝缘层；以及，形成多个后电极层，所述多个后电极层通过插置于其间的各个第二分隔槽以固定间隔形成，其中各个后电极通过接触部分与前电极电连接。
本发明的另一方面是提供一种薄膜型太阳能电池，包括：多个前电极，通过插置于其间的各个第一分隔槽以固定间隔在衬底上形成；半导体层，形成在前电极上并设有接触部分和第二分隔槽；第一绝缘层，形成在第一分隔槽中；以及，多个后电极，通过插置于其间的各个第二分隔槽以固定间隔形成并且通过接触部分与前电极电连接。
应当理解，本发明的前面的概括描述和下面的详细描述都是示范和说明性的，并且意在提供所主张的本发明的进一步解释。
附图说明
所包括的附图用于提供本发明的进一步的理解，包括在本说明书中并且构成了本申请的一部分，阐明了本发明的实施例，并且和说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1A至图1F是图示根据现有技术的薄膜型太阳能电池的制造方法的一组剖面图；
图2A至图2D是图示根据本发明一个实施例的薄膜型太阳能电池的制造方法的一组剖面图；
图3A至图3D是图示根据本发明另一实施例的薄膜型太阳能电池的制造方法的一组剖面图；以及
图4是图示根据本发明一个实施例的薄膜型太阳能电池的一组剖面图；以及
图5是图示根据本发明另一实施例的薄膜型太阳能电池的一组剖面图。
具体实施方式
现在将详细地讲述本发明的优选实施例，本发明优选实施例的例子在附图中阐明。在所有可能的情况下，在全部附图中将使用相同的附图标记表示相同或相似的组成部分。
在下文中，将参照附图描述根据本发明的薄膜型太阳能电池及其制造方法。
＜薄膜型太阳能电池＞
图2A至图2D是图示根据本发明一个实施例的薄膜型太阳能电池的制造方法的一组剖面图。
首先，如图2A所示，在衬底100上顺序地沉积前电极层200a、半导体层300a和透明导电层400a。
衬底100可以由玻璃或透明塑料形成。
前电极层200a可由透明导电材料制成，例如，ZnO、ZnO:B(掺硼氧化锌)、ZnO:Al(掺铝氧化锌)、SnO2(氧化锡)、SnO2:F(掺氟氧化锡)或ITO(氧化铟锡)。前电极层200a可通过溅射或MOCVD(金属有机化学气相沉积)沉积。
前电极层200a相当于太阳光线的入射面。就此而言，对前电极层200a来说重要的是，将最大化的吸收的太阳光线透射入太阳能电池的内部。为此，前电极层200a可具有通过附加的实施纹理化处理而制成的不平整表面。通过该纹理化处理，材料层的表面通过利用光刻法的蚀刻工艺、利用化学溶液的各向异性蚀刻工艺或者利用机械划线的成纹工艺被给予不平整的表面，即纹理结构。如果对前电极200a层执行纹理化处理，由于太阳光线的散射而使太阳能电池上太阳光线的反射率降低，并且太阳能电池中太阳光线的吸收率提高，从而提高了电池的效率。
半导体层300a可由硅基半导体材料制成，其中半导体层300a可以形成为PIN结构，在PIN结构中，P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层被顺序地沉积。在具有PIN结构的半导体层300a中，通过P型半导体层和N型半导体层在I型半导体层产生耗尽，从而在其中产生电场。因此，通过太阳光线产生的空穴和电子在电场作用下漂移，然后分别聚集在N型半导体层和P型半导体层。如果形成具有PIN结构的半导体层300a，优选地，首先在前电极层200a上形成P型半导体层，然后在P型半导体层上形成I型半导体层和N型半导体层。这是因为空穴的漂移迁移率小于电子的漂移迁移率。为了使收集入射光线的效率最大化，P型半导体层被设为与光线入射表面相邻。
透明导电层400a可以由透明导电材料，例如，ZnO、ZnO:B、ZnO:Al或Ag(银)制成。透明导电层400a可以通过溅射或MOCVD沉积。透明导电层400a可以省略。然而，为了提高电池效率，形成透明导电层400a比省略透明导电层400a更可取。这是因为透明导电层400a使透射过半导体层300a的太阳光线能够以各个角度散射，由此太阳光线被反射到将要描述的后电极层500a上，然后再入射到半导体层300a上，从而使得电池效率提高。
如图2B所示，形成第一分隔槽250、接触部分350和第二分隔槽550，由此完成前电极图案200、半导体层图案300和透明导电层图案400。
设有第一分隔槽250是为了以固定间隔形成前电极图案200，使得薄膜型太阳能电池分为单体电池。通过除去前电极层200a、半导体层300a和透明导电层400a的预定部分，形成第一分隔槽250。
接触部分350使前电极图案200的预定部分露出，以便通过下述工艺形成的后电极图案(见图2D‘500’)与前电极图案200露出的部分电连接。就是说，接触部分350起到前电极图案200和后电极图案彼此连接的装置的作用。因此，单体电池通过接触部分350串联电连接。通过除去半导体层300a和透明导电层400a的预定部分，形成接触部分350。
如果在通过下述工艺形成的后电极图案(见图2D的‘500’)之间形成第二分隔槽550，那么后电极图案通过各个插置于其间的第二分隔槽550以固定间隔形成，由此将薄膜型太阳能电池分为单体电池。通过除去半导体层300a和透明导电层400a的预定部分，形成第二分隔槽550。
第一分隔槽250、接触部分350和第二分隔槽550以固定间隔形成，其中它们能够通过激光划片工艺同时形成。与接触部分350和第二分隔槽550不同，第一分隔槽250通过附加地除去前电极层200a的预定部分而制成。因此，用于形成第一分隔槽250的第一激光的波长范围设置为与用于形成接触部分350和第二分隔槽550的第二激光的波长范围不同。
在执行上述沉积前电极层200a、半导体层300a和透明导电层400a的工艺之后，执行激光划片工艺，以便形成第一分隔槽250、接触部分350和第二分隔槽550。因此，在执行激光划片工艺后只需要一次清理工艺。与现有技术不同，不需要交替地将衬底装入真空沉积设备和激光划片设备。
如图2C所示，在第一分隔槽250中形成第一绝缘层600。
设有第一绝缘层600是为了防止被单体电池分开的前电极图案200通过将由下述工艺形成的后电极图案(见图2D的‘500’)互相电连接。就是说，在随后进行的图2D的工艺期间，后电极图案500形成为通过接触部分350与前电极图案200电连接。在这种情况下，如果后电极图案500侵入第一分隔槽250的内部，那么被单体电池分开的相邻的前电极图案200通过后电极图案500相互电连接。为了防止被单体电池分开的相邻的前电极图案200相互电连接，在第一分隔槽250中形成第一绝缘层600。
由于设有第一绝缘层600是为了防止被单体电池分开的相邻的前电极图案200相互电连接，因此不需要在第一分隔槽250的整个内部形成第一绝缘层600。在第一分隔槽250中，第一绝缘层600可具有与前电极图案200相同或者高于前电极图案200的高度。同样，第一绝缘层600可以形成在透明导电层图案400的预定部分和第一分隔槽250的整个内部。
第一绝缘层600可以通过印刷法，例如丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法形成。
如图2D所示，后电极图案500形成为通过接触部分350与前电极图案200电连接，由此完成根据本发明一个实施例的薄膜型太阳能电池。
后电极图案500通过印刷法，例如丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法形成。后电极图案500利用金属膏，例如银，银加Mo(钼)、银加Ni(镍)或银加Cu(铜)而制成。同样，后电极图案500通过插置于其间的第二分隔槽550以固定间隔形成。
图3A至图3D是图示根据本发明另一实施例的薄膜型太阳能电池的制造方法的一组剖面图。除了在形成后电极500前有在第二分隔槽550中形成第二绝缘层650的附加工艺外，将要参照图3A至图3D进行说明的方法与参照图2A至图2D说明的方法相同。因此，在所有可能的情况下，在全部附图中将使用相同的附图标记表示与上述的实施例相同或相似的组成部分，并且将省略对该相同或相似的组成部分的详细说明。
首先，如图3A所示，在衬底100上顺序地沉积前电极层200a、半导体层300a和透明导电层400a。
接着，如图3B所示，形成第一分隔槽250、接触部分350和第二分隔槽550以便完成前电极图案200、半导体层图案300和透明导电层图案400。
如图3C所示，在第一分隔槽250中形成第一绝缘层600，在第二分隔槽550中形成第二绝缘层650。
如上所述，设有第一绝缘层600是为了防止被单体电池分开的前电极图案200互相电连接。设有第二绝缘层650是为了使通过下述工艺形成的后电极图案500互相完全地绝缘。为了实现后电极500的精确绝缘，第二绝缘层650可以形成在透明导电层图案400的预定部分和第二分隔槽550的整个内部。
第一绝缘层600和第二绝缘层650可以通过印刷法，例如丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法而同时形成。
如图3D所示，后电极图案500形成为通过接触部分350与前电极图案200电连接，由此完成根据本发明另一个实施例的薄膜型太阳能电池。
后电极图案500通过插置于其间的各个第二绝缘层650以固定间隔形成。
＜薄膜型太阳能电池＞
图4是图示根据本发明一个实施例的薄膜型太阳能电池的一组剖面图。
如图4所示，根据本发明一个实施例的薄膜型太阳能电池包括：衬底100、前电极图案200、半导体层图案300、透明导电层图案400、后电极图案500和第一绝缘层600。
在衬底100上形成多个前电极图案200，其中，所述多个前电极图案200通过插置于其间的各个第一分隔槽250以固定间隔形成。前电极图案200可由透明导电材料制成，例如，ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F或ITO。为了最大化太阳光线的吸收量，各个前电极图案可有不平整的表面。
在前电极图案200上形成半导体层图案300。各个半导体层图案300都具有第一分隔槽250、接触部分350和第二分隔槽550。在这种情况下，第一分隔槽250、接触部分350和第二分隔槽550以固定间隔形成。同样，半导体层图案300可由硅基半导体材料制成，其中半导体层图案300可以形成为PIN结构，在PIN结构中，P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层被顺序地沉积。
在半导体层图案300上形成透明导电层图案400，其中透明导电层图案400具有与半导体层图案300相同的图案样式。透明导电层图案400可以由透明导电材料制成，例如，ZnO、ZnO:B、ZnO:Al或Ag。如果需要，可以省略透明导电层图案400。
在透明导电层图案400上形成后电极图案500，其中后电极图案500通过各自的接触部分350与前电极图案200电连接。在这种情况下，多个后电极图案500通过插置于其间的各个第二分隔槽550以固定间隔形成。后电极图案500可以由金属，例如银，银加钼、银加镍或银加铜而形成。
在第一分隔槽250中形成第一绝缘层600，其中第一绝缘层600使相邻的前电极图案200彼此绝缘，以便防止相邻的前电极图案200彼此电连接。因此，在第一分隔槽250中形成第一绝缘层600，这样使第一绝缘层600的高度与前电极图案200相同或者高于前电极图案200。如果需要，第一绝缘层600可以形成在透明导电层400的预定部分和第一分隔槽250的整个内部。
图5是图示根据本发明另一实施例的薄膜型太阳能电池的一组剖面图。除了在第二分隔槽550中附加地形成第二绝缘层650外，将要参照图5描述的薄膜型太阳能电池在结构上与参照图4说明的薄膜型太阳能电池相同。因此，在所有可能的情况下，在全部附图中将使用相同的附图标记表示与上述的实施例相同或相似的组成部分，并且将省略对该相同或相似的组成部分的详细说明。
第二绝缘层650可以形成在透明导电层400的预定部分和第一分隔槽550的整个内部。同样，多个后电极图案500通过插置于其间的各个第二绝缘层650以固定间隔形成。
上述参照图4和图5说明的薄膜型太阳能电池可以通过参照图2A到图2D和图3A到图3D说明的方法制造，但是，其不限于上述方法。
相应地，根据本发明的薄膜型太阳能电池及其制造方法有下述优点。
首先，能够通过一次激光划片工艺同时形成第一分隔槽250、接触部分350和第二分隔槽550，而不用分别执行激光划片工艺，由此减少了用于激光划片工艺的总时间。并且，与需要三次清洁工艺的现有技术不同，本发明在进行激光划片工艺后只需一次清理工艺，因而由于简化的制造工艺使产量提高。
在执行上述沉积前电极层200a、半导体层300a和透明导电层400a的工艺之后，执行激光划片工艺，以便形成第一分隔槽250、接触部分350和第二分隔槽550。与现有技术不同，不需要交替地将衬底装入真空沉积设备和激光划片设备，因而设备结构简单并且制造时间减少，由此使产量增加。
此外，在第一分隔槽250中形成第一绝缘层600，以及在第二分隔槽550中形成第二绝缘层，以便增强单体电池之间的绝缘性，由此防止被单体电池分开的电极之间发生短路。
对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的主旨和范围的情况下，可以对本发明进行各种改进和变型。因此，本发明旨在涵盖本发明的各种改进和变型，只要这些改进和变型落在由权利要求及其等同描述限定的本发明范围内。
Claims (14)
1.一种薄膜型太阳能电池的制造方法，包括：
在衬底上顺序地沉积前电极层和半导体层；
通过利用激光划线除去所述前电极层和所述半导体层的预定部分，形成第一分隔槽；
通过利用激光划线除去所述半导体层的预定部分，形成接触部分和第二分隔槽；
在形成所述第一分隔槽、所述接触部分和所述第二分隔槽之后，在所述第一分隔槽中形成第一绝缘层；以及
在形成所述第一绝缘层之后，形成多个后电极，所述多个后电极通过插置于其间的各个第二分隔槽以固定间隔形成，其中，各个后电极通过所述接触部分与所述前电极层电连接，其中所述后电极印刷在所述第一分隔槽和所述接触部分上，但不印刷在所述第二分隔槽上，
其中，在形成所述第一分隔槽、所述接触部分和所述第二分隔槽之后并且在所述第一分隔槽中形成第一绝缘层之前，只进行一次清洁过程。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
形成所述后电极前，在所述第二分隔槽中形成第二绝缘层。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述第一和第二绝缘层同时形成。
4.如权利要求2所述的方法，其中，在所述半导体层的预定部分和所述第二分隔槽的整个内部形成所述第二绝缘层。
5.如权利要求2所述的方法，其中，所述多个后电极利用印刷法通过插置于其间的各个第二分隔槽以固定间隔形成。
6.如权利要求1所述的方法，其中，通过利用激光划片方法，所述第一分隔槽、所述接触部分和所述第二分隔槽以固定间隔同时形成。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所述半导体层和所述后电极之间形成透明导电层，其中，所述透明导电层在图案样式上与所述半导体层相同。
8.一种薄膜型太阳能电池，包括：
多个前电极，通过插置于其间的各个第一分隔槽以固定间隔形成在衬底上；
半导体层，形成在所述前电极上，并且设有接触部分和第二分隔槽；
形成在所述第一分隔槽中的第一绝缘层，其中在形成所述第一分隔槽、所述接触部分和所述第二分隔槽之后，形成所述第一绝缘层；以及
多个后电极，通过插置于其间的各个第二分隔槽以固定间隔形成，并且通过所述接触部分与所述前电极电连接，其中在形成所述第一绝缘层之后，形成所述后电极，并且
其中所述后电极印刷在所述第一分隔槽和所述接触部分上，但不印刷在所述第二分隔槽上。
9.如权利要求8所述的薄膜型太阳能电池，进一步包括形成在所述第二分隔槽中的第二绝缘层。
10.如权利要求9所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述第二绝缘层形成在所述半导体层的预定部分上和所述第二分隔槽的整个内部。
11.如权利要求10所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述后电极通过插置于其间的各个第二绝缘层以固定间隔形成。
12.如权利要求8所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述半导体层包括设有所述第一绝缘层的所述第一分隔槽。
13.如权利要求8所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述第一分隔槽、所述接触部分和所述第二分隔槽以固定间隔形成。
14.如权利要求8所述的薄膜型太阳能电池，进一步包括：形成在所述半导体层和所述后电极之间的透明导电层，其中，所述透明导电层在图案样式上与所述半导体层相同。
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| US20150263197A1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | First Solar, Inc. | Photovoltaic device interconnection and method of manufacturing |
| US20160163901A1 (en) * | 2014-12-08 | 2016-06-09 | Benjamin Ian Hsia | Laser stop layer for foil-based metallization of solar cells |
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| GB2575788B (en) * | 2018-07-20 | 2022-02-09 | Dyson Technology Ltd | Energy storage device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5348589A (en) * | 1991-12-27 | 1994-09-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Solar cell and method of forming the same |
| CN1918711A (zh) * | 2003-12-25 | 2007-02-21 | 昭和壳牌石油株式会社 | 集成薄膜太阳能电池及其制造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4243432A (en) * | 1978-09-25 | 1981-01-06 | Photon Power, Inc. | Solar cell array |
| US4697041A (en) * | 1985-02-15 | 1987-09-29 | Teijin Limited | Integrated solar cells |
| US4667058A (en) * | 1985-07-01 | 1987-05-19 | Solarex Corporation | Method of fabricating electrically isolated photovoltaic modules arrayed on a substrate and product obtained thereby |
| CA2024662A1 (en) * | 1989-09-08 | 1991-03-09 | Robert Oswald | Monolithic series and parallel connected photovoltaic module |
| WO1992007386A1 (en) * | 1990-10-15 | 1992-04-30 | United Solar Systems Corporation | Monolithic solar cell array and method for its manufacture |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5348589A (en) * | 1991-12-27 | 1994-09-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Solar cell and method of forming the same |
| CN1918711A (zh) * | 2003-12-25 | 2007-02-21 | 昭和壳牌石油株式会社 | 集成薄膜太阳能电池及其制造方法 |
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