CN101779292A - 薄膜型太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种薄膜型太阳能电池及其制造方法，其中所述薄膜型太阳能电池包括：具有上、下表面的衬底；在衬底上表面上的第一太阳能电池；以及在衬底下表面上的第二太阳能电池，其中，第一太阳能电池吸收的光的波长范围与第二太阳能电池吸收的光的波长范围不同。在这种情况下，不需要在第一太阳能电池的第一半导体层和第二太阳能电池的第二半导体层之间的隧道，由此不需要匹配电流。

Description

薄膜型太阳能电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池，更具体地，涉及一种薄膜型太阳能电池。
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半导体中生成空穴(+)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源。
太阳能电池主要分为晶片型太阳能电池和薄膜型太阳能电池。
晶片型太阳能电池使用诸如硅的半导体材料制成的晶片。然而，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，晶片型太阳能电池优于薄膜型太阳能电池。然而，对晶片型太阳能电池来说，因实施其制造过程困难而难以实现较小的厚度。此外，晶片型太阳能电池使用昂贵的半导体晶片，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型太阳能电池，但薄膜型太阳能电池具有诸如实现薄外形和使用低价材料等的优点。因此，薄膜型太阳能电池适于大规模生产。
在下文中，将参照附图说明现有技术的薄膜型太阳能电池。
图1是图示根据一种现有技术的薄膜型太阳能电池的剖面图。
如图1所示，根据一种现有技术的薄膜型太阳能电池包括：衬底10、前电极层20、半导体层30和后电极层40。
衬底10由玻璃或透明塑料制成。因为太阳光线是在前电极层20上入射的，所以前电极层20由诸如ZnO的透明导电材料制成。
半导体层30由诸如硅的半导体材料制成，其中，半导体层30形成为PIN结构，在PIN结构中，阳极半导体层(在下文中，称作P层)、本征层(在下文中，称作I层)和阴极半导体层(在下文中，称作N层)被顺序地沉积。
后电极层40由诸如Ag或Al的金属材料制成。在这种情况下，穿过前电极层20和半导体层30的太阳光线在后电极层40上被反射，然后在半导体层30上再次入射。
然而，由于用作半导体层30的硅半导体材料的光吸收系数低，以及由于由相当于几微米厚的薄膜形成的半导体层30的单个PIN结构的光吸收效率低，因此图1的现有技术的薄膜型太阳能电池不能获得高效率。
因此，提出了具有以多个PIN结构替代单个PIN结构形成的半导体层30的太阳能电池。
图2是图示根据另一种现有技术的薄膜型太阳能电池的剖面图，其中，所述薄膜型太阳能电池设置有具有PIN结构的双半导体层。
如图2所示，根据另一种现有技术的薄膜型太阳能电池包括：衬底10、前电极层20、第一半导体层32、缓冲层34、第二半导体层36和后电极层40。
图2的现有技术的薄膜型太阳能电池包括PIN结构的第一半导体层32和PIN结构的第二半导体层36。因此，两个太阳能电池的串联连接结构能够增加太阳能电池的开路电压，由此获得比图1的薄膜型太阳能电池高的效率。
另外，由ZnO制成的缓冲层34形成在第一半导体层32和第二半导体层36之间，从而实现空穴和电子穿过第一半导体层32和第二半导体层36之间的隧道结(tunneling junction)平稳地漂移。
然而，图2的现有技术的薄膜型太阳能电池需要用于匹配第一半导体层32和第二半导体层36之间的电流的额外的步骤。如果由于电流匹配的复杂繁琐的过程而使得电流匹配不准确，则难以获得高效率。
如图2所示，在两个太阳能电池串联连接的结构中，对于产生在第一半导体层32中的电子漂移到第二半导体层36的情况来说，有必要在第一半导体层32和第二半导体层36之间执行隧道过程(tunneling process)。就是说，在最大化隧道效应的情况下进行电流匹配。
对于最大化隧道效应来说，必须优化缓冲层34的厚度以及第二半导体层36的P层的厚度。这需要工人长时间的重复执行。另外，如果未获得缓冲层34的厚度和第二半导体层36的P层的厚度的优化值，则电流匹配不准确，以致难以得到高效率的太阳能电池。
发明内容
技术问题
因此，考虑到上述问题而提出本发明，并且本发明的目的是提供一种太阳能电池及其制造方法，所述电池能够在不执行电流匹配步骤的情况下获得高效率。
技术方案
为了达到这些目的和其它优点并与本发明的目标一致，如在此具体和概括描述的，薄膜型太阳能电池包括：具有上、下表面的衬底；在衬底上表面上的第一太阳能电池；以及在衬底下表面上的第二太阳能电池，其中，第一太阳能电池吸收的光的波长范围与第二太阳能电池吸收的光的波长范围不同。
此时，第一太阳能电池包括：具有一个不平整表面的第一透明电极层，所述第一透明电极层形成在衬底的上表面上；在第一透明电极层上的第一半导体层，其中，所述第一半导体层包括由微晶半导体形成的光吸收层；在第一半导体层上的第一透明导电层；以及在第一透明导电层上的第一金属电极层。
第一半导体层由PIN结构的微晶半导体层形成。所述PIN结构的微晶半导体层包括：在第一透明电极层上的P层、在P层上的I层和在I层上的N层。
另外，第二太阳能电池包括：具有一个不平整表面的第二透明电极层，所述第二透明电极层形成在衬底的下表面上；在第二透明电极层下面的第二半导体层，其中，所述第二半导体层包括由非晶半导体形成的光吸收层；在第二半导体层下面的第二透明导电层；以及在第二透明导电层下面的第二金属电极层。
第二半导体层由PIN结构的非晶半导体层形成。所述PIN结构的非晶半导体层包括：在第二透明电极层下面的N层、在N层下面的I层和在I层下面的P层。
第二金属电极层的横截面积比第一金属电极层的横截面积小。
在本发明的另一方面，一种薄膜型太阳能电池包括：衬底；在衬底的一个表面上的第一太阳能电池，其中，所述第一太阳能电池包括顺序地沉积的第一透明电极层、第一半导体层以及第一金属电极层，所述第一半导体层包括在第一透明电极层上的P层、在P层上的I层和在I层上的N层；以及在衬底的另一表面上的第二太阳能电池，其中，所述第二太阳能电池包括顺序地沉积的第二透明电极层、第二半导体层以及横截面积比所述第一金属电极层小的第二金属电极层，所述第二半导体层包括在第二透明电极层上的N层、在N层上的I层和在I层上的P层，其中，在由第一半导体层形成的I层中的带隙比在由第二半导体层形成的I层中的带隙小。
在本发明的另一方面，一种薄膜型太阳能电池包括：衬底；在衬底的一个表面上的第一太阳能电池，其中，所述第一太阳能电池包括顺序地沉积的第一透明电极层、第一半导体层以及第一金属电极层，所述第一半导体层包括在第一透明电极层上的P层、在P层上的I层和在I层上的N层；以及在衬底的另一表面上的第二太阳能电池，其中，所述第二太阳能电池包括顺序地沉积的第二透明电极层、第二半导体层以及横截面积比所述第一金属电极层小的第二金属电极层，所述第二半导体层包括在第二透明电极层上的N层、在N层上的I层和在I层上的P层，其中，在由第一半导体层形成的I层中的结晶度比在由第二半导体层形成的I层中的结晶度高。
在本发明的另一方面，一种薄膜型太阳能电池包括：衬底；在衬底的一个表面上的第一太阳能电池，其中，所述第一太阳能电池包括顺序地沉积的第一透明电极层、第一半导体层以及第一金属电极层，所述第一半导体层包括在第一透明电极层上的P层、在P层上的I层和在I层上的N层；以及在衬底的另一表面上的第二太阳能电池，其中，所述第二太阳能电池包括顺序地沉积的第二透明电极层、第二半导体层以及横截面积比所述第一金属电极层小的第二金属电极层，所述第二半导体层包括在第二透明电极层上的N层、在N层上的I层和在I层上的P层，其中，第一半导体层由微晶半导体层形成，第二半导体层由非晶半导体层形成。
此时，第一和第二透明电极层中的每一个都具有一个不平整表面；第一透明导电层额外地形成在第一半导体层和第一金属电极层之间；并且，第二透明导电层额外地形成在第二半导体层和第二金属电极层之间。
在本发明的另一个方面，一种薄膜太阳能电池的制造方法包括：制备具有彼此相反的上、下表面的衬底；在衬底的上表面上形成第一透明电极层；在第一透明电极层上形成第一半导体层；在第一半导体层上形成第一金属电极层；在衬底的下表面上形成第二透明电极层；在第二透明电极层上第二半导体层；以及在第二半导体层上形成第二金属电极层。
在本发明的另一个方面，一种薄膜太阳能电池的制造方法包括：制备具有彼此相反的上、下表面的衬底；在衬底的上表面上形成第一透明电极层，在衬底的下表面上形成第二透明电极层；在第一透明电极层上第一半导体层；在第一半导体层上形成第一金属电极层；在第二透明电极层上第二半导体层；以及在第二半导体层上形成第二金属电极层。
在本发明的另一个方面，一种薄膜太阳能电池的制造方法包括：制备具有彼此相反的上、下表面的衬底；在衬底的上表面上形成第一透明电极层，在衬底的下表面上形成第二透明电极层；在第一透明电极层上第一半导体层，在第二透明电极层上第二半导体层；以及，在第一半导体层上形成第一金属电极层，在第二半导体层上形成第二金属电极层。
此外，所述方法包括：在第一半导体层和第一金属电极层之间形成第一透明导电层，在第二半导体层和第二金属电极层之间形成第二透明导电层；以及，在形成第一和第二透明电极层时，对第一和第二透明电极层的所述表面执行纹理化处理。
此时，形成第一半导体层的步骤包括形成具有PIN结构的微晶半导体层；形成第二半导体层的步骤包括形成具有PIN结构的非晶半导体层。
有益效果
因此，根据本发明的薄膜型太阳能电池及其制造方法具有下述优点。
第一，第一太阳能电池形成在衬底的上表面上，而第二太阳能电池形成在衬底的下表面上。因此，不需要在第一太阳能电池的第一半导体层和第二太阳能电池的第二半导体层之间的隧道，由此不必进行电流匹配。
因此，入射到衬底上的太阳光线被第一和第二太阳能电池吸收，由此保证太阳能电池的高效率。
第二，对第一太阳能电池的第一透明电极层和第二太阳能电池的第二透明电极层执行纹理化处理。因此，第一和第二透明电极层都具有不平整表面，由此，由于高的光散射(dispersion)效率而提高第一和第二半导体层的光吸收效率。
第三，第一和第二半导体层形成为使得第一半导体层吸收的光的波长范围不同于第二半导体层吸收的光的波长范围，由此最大化半导体层吸收的光的波长范围并且提高太阳能电池的效率。
第四，具有非晶半导体层的第二太阳能电池形成在衬底的下表面上，所述衬底相当于光入射面，而具有微晶半导体层的第一太阳能电池形成在衬底的上表面上，从而可以防止薄膜型太阳能电池劣化。
附图说明
图1是图示根据一种现有技术的薄膜型太阳能电池的剖面图。
图2是图示根据另一种现有技术的薄膜型太阳能电池的剖面图。
图3是图示根据本发明一个实施例的薄膜型太阳能电池的剖面图。
图4A至图4C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剖面图。
图5A至图5D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剖面图。
图6A至图6E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剖面图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的优选实施例，其例子在附图中阐明。在任何可能的情况下，将在所有附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。
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3是图示根据本发明一个实施例的薄膜型太阳能电池的剖面图。
如图3所示，根据本发明的薄膜型太阳能电池包括：衬底100、第一太阳能电池200和第二太阳能电池300。
衬底100包括上表面和下表面。图3图示太阳光线入射到衬底100的下表面的情况。
衬底100由玻璃或透明塑料制成。
第一太阳能电池200形成在衬底100的上表面上，其中，第一太阳能电池200包括第一透明电极层210、第一半导体层220、第一透明导电层230和第一金属电极层240。
第一透明电极层210形成在衬底100的上表面上。
第一透明电极层210可通过溅射或MOCVD(Metal Organic ChemicalVapor Deposition，金属有机化学气相沉积)方法由诸如，ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F或ITO等透明导电材料制成。
优选地，对第一透明电极层210的上表面执行纹理化处理。由于第一透明电极层210相当于太阳光线的入射面，因此对于第一透明电极层210来说重要的是在最小化损耗的情况下使太阳光线射入太阳能电池内。
通过纹理化处理，材料层的表面被给予不平整表面，即纹理化结构，其中通过利用光刻法的刻蚀处理、利用化学溶液的各向异性刻蚀处理或者机械划线处理来进行所述纹理化处理。如果对第一透明电极层210执行纹理化处理，那么在太阳能电池的第一透明电极层210上的太阳光线反射率降低，并且由于太阳光线的散射，太阳能电池的太阳光线吸收率增加，由此提高太阳能电池的效率。
第一半导体层220形成在第一透明电极层210上。第一半导体层220可通过等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)方法由硅基、CuInSe2(铜铟硒)基或CdTe(碲化镉)基半导体材料形成。优选地，第一半导体层220形成为PIN结构，在PIN结构中，P层、I层和N层被顺序地沉积。
此时，通过太阳光线在半导体层中产生空穴和电子，并且产生的空穴和电子聚集在P层和N层。为了提高空穴和电子的聚集效率，PIN结构比包括P层和N层的PN结构更可取。
如果第一半导体层220形成为PIN结构，则P层和N层在I层发生耗尽(depletion)，由此在第一半导体层220内部产生电场。就是说，由太阳光线产生空穴和电子在电场的作用下漂移，然后分别聚集在P层和N层。
当将第一半导体层220形成为PIN结构时，优选地，顺序地在第一透明电极层210上形成P层、在P层上形成I层以及在I层上形成N层。这是因为空穴的漂移迁移率比电子的漂移迁移率小。为了通过入射光来最大化聚集效率，P层与光入射面相邻形成。
优选地，第一半导体层220和第二半导体层320形成为使得第一半导体层220吸收的光的波长范围与第二半导体层320吸收的光的波长范围不同，由此最大化太阳能电池吸收的光的波长范围。更优选地，第一半导体层220吸收长波长的光，第二半导体层320吸收短波长的光。为此，第一半导体层220包括由微晶半导体形成的I层(光吸收层)，第二半导体层320包括由非晶半导体形成的I层(光吸收层)。因此，包括由微晶半导体形成的光吸收层吸收波长约为500至1100nm的长波长的光，包括由非晶半导体形成的光吸收层吸收波长约为300至800nm的短波长的光。
优选地，第一半导体层220的I层的带隙比第二半导体层320的I层的带隙小。另外，优选地，在第一半导体层220的I层中的结晶度比在第二半导体层320的I层中的结晶度高。相应地，第一半导体层220由微晶半导体层形成，第二半导体层320由非晶半导体层形成。
下面将详细介绍第一半导体层220和第二半导体层320由不同材料形成的原因。
第一，如果第一半导体层220和第二半导体层320由相同的材料形成，那么由于I层(光吸收层)具有相同的带隙，使得太阳能电池的光吸收效率受限。同时，如果第一半导体层220和第二半导体层320由不同的材料形成，则能够保证在具有带隙不同的I层的太阳能电池中的高的光吸收效率。
因此，优选地，第一半导体层220的I层中的带隙与第二半导体层320中的I层的带隙不同。为了在第一半导体层220和第二半导体层320中给出不同的带隙，第一半导体层220的I层的结晶度与第二半导体层320的I层的结晶度不同。更具体地，第一半导体层220和第二半导体层320中的任意一个可由微晶半导体层形成，而另一个由非晶半导体层形成。
其次，如果非晶半导体材料长时间暴露在光线下，则会加速非晶半导体材料的劣化。如果将非晶半导体材料设置在光入射面上，并将微晶半导体材料设置在光入射面的反面上，则可以减轻太阳能电池的劣化。因此，设置衬底100的下表面上的第二半导体层320优选地由非晶半导体材料形成，太阳光线入射在所述衬底100上。同时，设置在衬底100的上表面上的第一半导体层220优选地由微晶半导体材料形成。因此，优选地，在第一半导体层220的I层中的结晶度比在第二半导体层320的I层中的结晶度高。
微晶半导体材料具有1.1eV的带隙，而非晶半导体材料具有1.7eV～1.8eV的带隙。优选地，第一半导体层220的I层的带隙比第二半导体层320的I层的带隙小。
第一透明导电层230形成在第一半导体层220上。
第一透明导电层230可通过溅射或MOCVD方法由诸如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al或Ag等透明导电材料制成，其中，第一透明导电层230的厚度为500至10000
第一透明导电层230可省略。为了提高太阳能电池的效率，优选地设有第一透明导电层230。就是说，如果形成第一透明导电层230，那么太阳光线以不同角度散射，由此提高在第一金属电极层240上反射和再次入射到太阳能电池上的光的比率。
第一金属电极层240形成在第一透明导电层230上。
第一金属电极层240可通过溅射或印刷由诸如Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni或Ag+Cu等金属材料形成。
第二太阳能电池300形成在衬底100的下表面上，其中，第二太阳能电池300包括第二透明电极层310、第二半导体层320、第二透明导电层330和第二金属电极层340。
第二透明电极层310形成在衬底100的下表面上。
第二透明电极层310通过溅射或MOCVD方法由与第一透明电极层相同的材料形成，所述材料即，透明导电材料，诸如，ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F或ITO。优选地，对第二透明电极层310的下表面执行纹理化处理，由此形成第二透明电极层310的不平整的下表面。
第二半导体层320形成在第二透明电极层310的下面。
第二半导体层320可通过等离子体CVD方法由硅基、CuInSe2基或CdTe基半导体材料形成。优选地，所述半导体材料形成为PIN结构，在PIN结构中，P层、I层和N层被顺序地沉积。
如果第二半导体层320形成为PIN结构，则必须将P层毗邻光入射面放置。为此，N层形成在第二透明电极层310下面、I层形成在N层下面、P层形成在I层下面。
如上所述，第二半导体层320吸收短波长的光。为此，第二半导体层320包括由非晶半导体材料组成的I层(光吸收层)。
此外，优选地，第二半导体层320的I层中的带隙比第一半导体层220的I层中的带隙大。此外，优选地，第二半导体层320的I层中的结晶度比第一半导体层220中的I层的结晶度低。相应地，优选地，第二半导体层320由非晶半导体层形成，而第一半导体层220由微晶半导体层形成。
第二透明导电层330形成在第二半导体层320下面。
第二透明导电层330由与第一透明导电层230相同的材料形成。例如，第二透明导电层330通过溅射或MOCVD方法由诸如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al或Ag等透明导电材料制成。在这种情况下，第二透明导电层330的厚度优选为500至10000
Figure GPA00001022146500101
必要时第二透明导电层330可省略。
第二金属电极层340形成在第二透明导电层330下面。
第二金属电极层340可由诸如Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni或Ag+Cu等金属材料形成。
同时，由于太阳光线入射在衬底100的下表面上，因此第二金属电极层340的最小化的横截面积使得光入射量增加。因此，第二金属电极层340的横截面积小于第一金属电极层240的横截面积。为此，首先可通过溅射来形成薄膜，然后通过蚀刻来图案化所述薄膜。在另一方面，可通过丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法直接形成预定的图案。
就丝网印刷法来说，其通过利用丝网和挤压装置将原料转印到预定主体上。喷墨印刷法是通过使用喷墨机将原料喷溅到预定的主体上，由此在其上形成预定的图案。就凹版印刷法来说，原料是涂覆在凹版印板上的，随后所涂覆的原料被转印到预定的主体上，由此在该预定主体上形成预定的图案。微接触印刷法是通过使用预定的模具在预定主体上形成由原料制成的预定的图案。
根据本发明的太阳能电池设有单独地操作的第一太阳能电池200和第二太阳能电池300。此外，长波长的太阳光线被第一太阳能电池200的由微晶半导体形成的第一半导体层220吸收，短波长的太阳光线被第二太阳能电池300的由非晶半导体形成的第二半导体层320吸收。由于在第一太阳能电池200的第一半导体层220和第二太阳能电池300的第二半导体层320之间未形成隧道，因此不需要进行电流匹配。
如图3所示，就根据本发明的薄膜型太阳能电池来说，太阳光线入射在衬底100的下表面上。如果太阳光线入射在衬底100的上表面上，则第一太阳能电池200和第二太阳能电池300的位置与图3所示的第一太阳能电池200和第二太阳能电池300的位置相反。
薄膜型太阳能电池的制造方法
图4A至图4C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剖面图。
如图4A所示，制备衬底100，衬底100具有彼此相反的第一表面110和第二表面120。衬底100可由玻璃或透明塑料制成。
参照图4B，第一太阳能电池200形成在衬底100的第一表面110上。
形成第一太阳能电池200的过程包括下述步骤：在衬底100的第一表面上形成第一透明电极层210；在第一透明电极层210上形成第一半导体层220；在第一半导体层220上形成第一透明导电层230；以及在第一透明导电层230上形成第一金属电极层240。
在这种情况下，可用诸如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F或ITO的透明导电材料通过溅射或MOCVD方法执行形成第一透明电极层210的过程。
当形成第一透明电极层210时，可对其执行纹理化处理，以便获得第一透明电极层210的不平整表面。例如，纹理化处理可包括利用光刻法的刻蚀处理、利用化学溶液的各向异性刻蚀处理或者机械划线处理。
第一半导体层220可通过等离子体CVD方法由硅基、CuInSe2基或CdTe基微晶半导体材料形成，其中，第一半导体层220可具有PIN结构，在PIN结构中，P层、I层和N层被顺序地沉积。
可由诸如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al或Ag的透明导电材料通过溅射或MOCVD方法执行形成第一透明导电层230的过程。在这种情况下，第一透明导电层230的厚度为500至10000
Figure GPA00001022146500111
可由诸如Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni或Ag+Cu的金属材料通过溅射或印刷法执行形成第一金属电极层240的过程。
当衬底100被翻转时，衬底100的第二表面120朝上。此后，第二太阳能电池300形成在衬底100的第二表面上，由此完成图4C的薄膜型太阳能电池。
形成第二太阳能电池300的过程包括下述步骤：在衬底100的第二表面120上形成第二透明电极层310；在第二透明电极层310上形成第二半导体层320；在第二半导体层320上形成第二透明导电层330；以及在第二透明导电层330上形成第二金属电极层340。
可用诸如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F或ITO的透明导电材料通过溅射或MOCVD方法执行形成第二透明电极层310的过程。
形成第二透明电极层310的过程可包括纹理化处理，以获得第二透明电极层310的不平整表面。
可用硅基、CuInSe2基或CdTe基非晶半导体材料通过等离子体CVD方法执行形成第二半导体层320的过程。此时，第二半导体层320形成为PIN结构，在PIN结构中，N层、I层和P层被顺序地沉积。
可用诸如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al或Ag的透明导电材料通过溅射方法或MOCVD方法执行形成第二透明导电层330的过程。在这种情况下，第二透明导电层330的厚度为500至10000
Figure GPA00001022146500121
为了形成第二金属电极层340，首先通过溅射或印刷来形成Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni或Ag+Cu的金属薄膜，然后通过蚀刻来图案化所述薄膜。在另一种方法中，可通过丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法直接形成预定的图案。
图5A至图5D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剖面图，其中，每层的材料和每层的形成过程都与图4A至图4C相同，省略对其的详细说明。
首先，如图5A所示，制备衬底100，衬底100包括彼此相反的第一表面110和第二表面120
如图5B所示，第一透明电极层210形成在衬底100的第一表面110上，第二透明电极层310形成在衬底100的第二表面120上。更具体地，在衬底100的第一表面110上形成第一透明电极层210之后，翻转衬底100，以便使衬底100的第二表面120朝上。然后，在衬底100的第二表面120上形成第二透明电极层310。
如图5C所示，第一半导体层220形成在第一透明电极层210上。第一透明导电层230形成在第一半导体层220上，第一金属电极层240形成在第一透明导电层230上，由此完成第一太阳能电池200。
如图5D所示，第二半导体层320形成在第二透明电极层310上，第二透明导电层330形成在第二半导体层320上。然后，第二金属电极层340形成在第二透明导电层330上，由此完成第二太阳能电池300。
图6A至图6E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剖面图，其中，每层的材料和每层的形成过程都与图4A至图4C相同，省略对其的详细说明。
首先，如图6A所示，制备衬底100，衬底100包括彼此相反的第一表面110和第二表面120
如图6B所示，第一透明电极层210形成在衬底100的第一表面110上，第二透明电极层310形成在衬底100的第二表面120上。此过程可通过下述步骤来执行：在衬底100的第一表面110上形成第一透明电极层210；翻转衬底100，以便使第二表面120朝上；以及在衬底100的第二表面120上形成第二透明电极层310。
如图6C所示，第一半导体层220形成在第一透明电极层210上，第二半导体层320形成在第二透明电极层310上。此过程可通过下述步骤来执行：在第一透明电极层210上形成第一半导体层220；翻转衬底100，以便使第二表面120朝上；以及在第二透明电极层310上形成第二半导体层320。
如图6D所示，第一透明导电层230形成在第一半导体层220上，第二透明导电层330形成在第二半导体层320上。此过程可通过下述步骤来执行：在第一半导体层220上形成第一透明导电层230；翻转衬底100，以便使第二表面120朝上；以及在第二半导体层320上形成第二透明导电层330。
如图6E所示，第一金属电极层240形成在第一透明导电层230上，第二金属电极层340形成在第二透明导电层330上，由此完成第一太阳能电池200和第二太阳能电池300。此过程可通过下述步骤来执行：在第一透明导电层230上形成第一金属电极层240；翻转衬底100，以便使第二表面120朝上；以及在第二透明导电层330上形成第二金属电极层340。
对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的主旨或范围的情况下，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范围内。

Claims (21)

1.一种薄膜型太阳能电池包括：
具有上、下表面的衬底；
第一太阳能电池，其在所述衬底的所述上表面上；以及
第二太阳能电池，其在所述衬底的所述下表面上，
其中，所述第一太阳能电池吸收的光的波长范围与所述第二太阳能电池吸收的光的波长范围不同。
2.根据权利要求1所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述第一太阳能电池包括：
第一透明电极层，其具有一个不平整表面，所述第一透明电极层形成在所述衬底的所述上表面上；
第一半导体层，其在所述第一透明电极层上，其中，所述第一半导体层包括由微晶半导体的形成光吸收层；
第一透明导电层，其在所述第一半导体层上；以及
第一金属电极层，其在所述第一透明导电层上。
3.根据权利要求2所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述第一半导体层由PIN结构的微晶半导体层形成，所述PIN结构的微晶半导体层包括：在所述第一透明电极层上的P层、在所述P层上的I层和在所述I层上的N层。
4.根据权利要求1所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述第二太阳能电池包括：
第二透明电极层，其具有一个不平整表面，所述第二透明电极层形成在所述衬底的所述下表面上；
第二半导体层，其在所述第二透明电极层下面，其中，所述第二半导体层包括由非晶半导体形成的光吸收层；
第二透明导电层，其在所述第二半导体层下面；以及
第二金属电极层，其在所述第二透明导电层下面。
5.根据权利要求4所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述第二半导体层由PIN结构的非晶半导体层形成，所述PIN结构的非晶半导体层包括：在所述第二透明电极层下面的N层、在所述N层下面的I层和在所述I层下面的P层。
6.根据权利要求1所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述第一太阳能电池包括第一金属电极层，所述第二太阳能电池包括第二金属电极层，并且所述第二金属电极层的横截面积比所述第一金属电极层的横截面积小。
7.一种薄膜型太阳能电池，包括：
衬底；
第一太阳能电池，其在所述衬底的一个表面上，其中，所述第一太阳能电池包括顺序地沉积的第一透明电极层、第一半导体层以及第一金属电极层，所述第一半导体层包括在所述第一透明电极层上的P层、在所述P层上的I层和在所述I层上的N层；以及
第二太阳能电池，其在所述衬底的另一表面上，其中，所述第二太阳能电池包括顺序地沉积的第二透明电极层、第二半导体层以及横截面积比所述第一金属电极层小的第二金属电极层，所述第二半导体层包括在所述第二透明电极层上的N层、在所述N层上的I层和在所述I层上的P层，
其中，在由所述第一半导体层形成的I层中的带隙比由在所述第二半导体层形成的I层中的带隙小。
8.一种薄膜型太阳能电池，包括：
衬底；
第一太阳能电池，其在所述衬底的一个表面上，其中，所述第一太阳能电池包括顺序地沉积的第一透明电极层、第一半导体层以及第一金属电极层，所述第一半导体层包括在所述第一透明电极层上的P层、在所述P层上的I层和在所述I层上的N层；以及
第二太阳能电池，其在所述衬底的另一表面上，其中，所述第二太阳能电池包括顺序地沉积的第二透明电极层、第二半导体层以及横截面积比所述第一金属电极层小的第二金属电极层，所述第二半导体层包括在所述第二透明电极层上的N层、在所述N层上的I层和在所述I层上的P层，
其中，在由所述第一半导体层形成的I层中的结晶度比在由所述第二半导体层形成的I层中的结晶度高。
9.一种薄膜型太阳能电池，包括：
衬底；
第一太阳能电池，其在所述衬底的一个表面上，其中，所述第一太阳能电池包括顺序地沉积的第一透明电极层、第一半导体层以及第一金属电极层，所述第一半导体层包括在所述第一透明电极层上的P层、在所述P层上的I层和在所述I层上的N层；以及
第二太阳能电池，其在所述衬底的另一表面上，其中，所述第二太阳能电池包括顺序地沉积的第二透明电极层、第二半导体层以及横截面积比所述第一金属电极层小的第二金属电极层，所述第二半导体层包括在所述第二透明电极层上的N层、在所述N层上的I层和在所述I层上的P层，
其中，所述第一半导体层由微晶半导体层形成，所述第二半导体层由非晶半导体层形成。
10.根据权利要求7所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述第一和第二透明电极层中的每一个都具有一个不平整表面；所述第一透明导电层额外地形成在所述第一半导体层和所述第一金属电极层之间；并且，所述第二透明导电层额外地形成在所述第二半导体层和所述第二金属电极层之间。
11.根据权利要求8所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述第一和第二透明电极层中的每一个都具有一个不平整表面；所述第一透明导电层额外地形成在所述第一半导体层和所述第一金属电极层之间；并且，所述第二透明导电层额外地形成在所述第二半导体层和所述第二金属电极层之间。
12.根据权利要求9所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述第一和第二透明电极层中的每一个都具有一个不平整表面；所述第一透明导电层额外地形成在所述第一半导体层和所述第一金属电极层之间；并且，所述第二透明导电层额外地形成在所述第二半导体层和所述第二金属电极层之间。
13.一种薄膜太阳能电池的制造方法，包括：
制备具有彼此相反的上、下表面的衬底；
在所述衬底的所述上表面上形成第一透明电极层；
在所述第一透明电极层上形成第一半导体层；
在所述第一半导体层上形成第一金属电极层；
在所述衬底的所述下表面上形成第二透明电极层；
在所述第二透明电极层上第二半导体层；以及
在所述第二半导体层上形成第二金属电极层。
14.一种薄膜太阳能电池的制造方法，包括：
制备具有彼此相反的上、下表面的衬底；
在所述衬底的所述上表面上形成第一透明电极层，在所述衬底的所述下表面上形成第二透明电极层；
在所述第一透明电极层上形成第一半导体层；
在所述第一半导体层上形成第一金属电极层；
在所述第二透明电极层上形成第二半导体层；以及
在所述第二半导体层上形成第二金属电极层。
15.一种薄膜太阳能电池的制造方法，包括：
制备具有彼此相反的上、下表面的衬底；
在所述衬底的所述上表面上形成第一透明电极层，在所述衬底的所述下表面上形成第二透明电极层；
在所述第一透明电极层上形成第一半导体层，在所述第二透明电极层上形成第二半导体层；以及
在所述第一半导体层上形成第一金属电极层，在所述第二半导体层上形成第二金属电极层。
16.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
在所述第一半导体层和所述第一金属电极层之间形成第一透明导电层；
在所述第二半导体层和所述第二金属电极层之间形成第二透明导电层；以及
在形成所述第一和第二透明电极层时，对所述第一和第二透明电极层的所述表面执行纹理化处理。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
在所述第一半导体层和所述第一金属电极层之间形成第一透明导电层；
在所述第二半导体层和所述第二金属电极层之间形成第二透明导电层；以及
在形成所述第一和第二透明电极层时，对所述第一和第二透明电极层的所述表面执行纹理化处理。
18.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
在所述第一半导体层和所述第一金属电极层之间形成第一透明导电层；
在所述第二半导体层和所述第二金属电极层之间形成第二透明导电层；以及
在形成所述第一和第二透明电极层时，对所述第一和第二透明电极层的所述表面执行纹理化处理。
19.根据权利要求13所述的方法，其中，形成所述第一半导体层的步骤包括形成具有PIN结构的微晶半导体层；而形成所述第二半导体层的步骤包括形成具有PIN结构的非晶半导体层。
20.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述第一半导体层的步骤包括形成具有PIN结构的微晶半导体层；而形成所述第二半导体层的步骤包括形成具有PIN结构的非晶半导体层。
21.根据权利要求15所述的方法，其中，形成所述第一半导体层的步骤包括形成具有PIN结构的微晶半导体层；而形成所述第二半导体层的步骤包括形成具有PIN结构的非晶半导体层。
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