CN102792459A - 薄膜太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供其中可增加透明电极层的有效表面积以增加薄膜太阳能电池的输出、并且可通过确保第二通孔的绝缘性来减小制造薄膜太阳能电池时的缺陷比的薄膜太阳能电池，并且还提供用于制造这种薄膜太阳能电池的方法。在根据本发明的薄膜太阳能电池1中，后面电极层3a、光电转换层4、以及透明电极层5依次层叠在绝缘基板2的一个面2a上。第一背面电极层3b和第二背面电极层6依次层叠在绝缘基板2的另一面2b上。此外，透明电极层5和第二背面电极层6经由穿过绝缘基板2的第一通孔7彼此电连接，而后面电极层3a和第一背面电极层3b经由穿过绝缘基板2的第二通孔8彼此电连接。根据本发明，第二通孔8周围的透明电极层5通过沟槽11分隔开，并且透明电极层5和第二背面电极层6彼此电绝缘。

Description

薄膜太阳能电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及其中金属电极层、光电转换层、以及透明电极层层叠在薄膜基板上的薄膜太阳能电池。
背景技术
图8是常规薄膜太阳能电池的平面图。图9是沿图8中的A-A’线取得的截面图。图10是沿图8中的B-B’线取得的截面图。
如图9和图10所示，常规薄膜太阳能电池21设置有绝缘基板22。在绝缘基板22的两个面22a、22b上形成金属电极层23。在该配置中，绝缘基板22的一个面22a上的金属电极层23用作后面电极层23a，而绝缘基板22的另一面22b上的金属电极层23用作第一背面电极层23b。
如图9和10所示，光电转换层24和透明电极层25按照描述的次序层叠在后面电极层23a上。第二后面电极层26层叠在第一后面电极层23b上。
此外，如图8和图9所示，穿过绝缘基板22的第一通孔27设置在绝缘基板22中，并且透明电极层25和第二后面电极层26通过第一通孔27电连接。此外，如图8和图10所示，穿过绝缘基板22的第二通孔28设置在绝缘基板22中，并且后面电极层23a和第一背面电极层23b通过第二通孔28电连接。
如图9所示的层叠在绝缘基板22的一个面22a上的层被如图8所示的第一图案线29分割开，并且如图10所示的层叠在绝缘基板22的另一面22b上的层被如图8和图10所示的第二图案线30分割开。由此，层叠在绝缘基板22上的各层被分成多个单位电池。
在该配置中，第一图案线29和第二图案线30相间地设置在绝缘基板22处。绝缘基板22的两个面22a、22b上的电极层的分离位置相对于彼此而移动，并且通过经由第二通孔28使绝缘基板22的两个面220a、22b上的电极层连接，获取其中相邻的单位电池串联连接的结构。
专利文献1公开了常规薄膜太阳能电池的另一示例。在专利文献1中所描述的薄膜太阳能电池中，第一电极层、光电转换层、以及第二电极层层叠在由电绝缘树脂构成的薄膜基板的一个面上，而第三电极层和第四电极层层叠在薄膜基板的相对侧（后面）上。
专利文献2公开了常规薄膜太阳能电池的又一示例。在专利文献2中所描述的薄膜太阳能电池中，连接孔被由导电材料构成的印刷电极封闭（具体参见段落[0035]和图27）。
在专利文献3中所公开的配置中，在光电转换层的整个宽度上形成透明电极层。在透明电极层中形成电分隔接近连接孔（第二通孔）的区域、以及包括集电孔（第一通孔）的区域的区域分隔线（具体参见段落[0046]和图1）。
此外，非专利文献1描述了在制造薄膜太阳能电池时进行的激光图案化。在非专利文献1中，使用波长为248nm且脉宽为40ns的受激准分子激光器（参见第39页）。
专利文献1：日本专利申请公开No.2001-298203
专利文献2：日本专利申请公开No.H6-342924
专利文献3：日本专利申请公开No.2003-60219
非专利文献1：三洋技术评论（SANYO TECHNICAL REVIEW），第36卷，第2号，2004年12月，第34-42页
然而，以下问题与上述图8至图10所示的配置相关联。
在常规配置中，当透明电极层25被形成为防止透明电极层25在第二通孔28中与第二背面电极层26接触时，通过在第二通孔28附近施加金属掩模来进行掩模处理。当使用金属掩模时，应当考虑掩模处理期间的生产条件、以及确保在膜形成期间缠绕膜的余量的必要性，并且金属掩模的表面积远大于第二通孔28。因此，如图10(b)所示，未形成透明电极层25的部分在第二通孔28附近变大，并且透明电极层25的有效面积受到限制。
因此，需要确保透明电极层25的有效表面积的结构。
此外，当对第二通孔28附近加以掩模时，位于绝缘基板22上的透明电极层25可因掩模和位于绝缘基板22上的透明电极层25之间的接触而受损。具体而言，在专利文献3中所描述的工艺中，使用细线状掩模，并且因此极有可能透明电极层25将因透明电极层25和掩模之间的接触而受损。
在位于绝缘基板22上的层由此受损时产生的问题是，漏电流增大、并且生产薄膜太阳能电池21时的缺陷率增大。
此外，通过专利文献2所公开的技术，连接孔被导电材料封闭。产生的问题是，连接孔的绝缘性不够、并且漏电流增大。
在专利文献3中所描述的配置中，连接孔用绝缘树脂（诸如聚酰亚胺树脂或聚酰胺树脂）来封闭，但是在形成半导体层之前涂敷绝缘树脂。产生的问题是，绝缘树脂从大气中吸收的水分在形成半导体层时被释放掉、并且薄膜太阳能电池的特性劣化。此外，由此固化绝缘树脂需要相当长的时间，因此生产成本上升。另外，由于基板厚度因树脂厚度而局部地增大，因此在传输基板时容易发生问题。
此外，非专利文献1描述了用于激光图案化的激光束的波长和脉宽，但是未描述与能量密度相关的条件。产生的问题是，即使当激光图案化在非专利文献1中所描述的条件下进行时，也无法防止进行激光处理的周围的发电层（光电转换层等）的变性。
发明内容
本发明鉴于以上内容而建立，并且其一个目的在于，提供其中可增加透明电极层的有效表面积以增加薄膜太阳能电池的输出的薄膜太阳能电池，并且制造薄膜太阳能电池时的缺陷比可通过确保第二通孔的绝缘性来减小，并且还提供用于制造这种薄膜太阳能电池的方法。
为了解决现有技术固有的上述问题，本发明提供一种薄膜太阳能电池，在该薄膜太阳能电池中，后面电极层、光电转换层、以及透明电极层按照描述的次序层叠在绝缘基板的一个面上，第一背面电极层和第二背面电极层依次层叠在所述绝缘基板的另一面上，绝缘基板通过在层叠于绝缘基板的两个面上的多个层中相间地形成图案线而分成多个单位电池，透明电极层和第二背面电极层经由穿过绝缘基板的第一通孔彼此电连接，后面电极层和第一背面电极层经由穿过绝缘基板的第二通孔彼此电连接，并且相邻的单位电池串联连接，其中第二通孔周围的透明电极层通过沟槽分隔开，以及透明电极层和第二背面电极层彼此电绝缘。
此外，在根据本发明的薄膜太阳能电池中，透明电极层的沟槽通过用脉冲激光照射而形成。
此外，在根据本发明的薄膜太阳能电池中，透明电极层的沟槽通过用波长在UV照射范围内的激光束照射来形成。
此外，在根据本发明的薄膜太阳能电池中，绝缘基板由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、或聚萘二甲酸乙二酯的耐热膜构成。
为了解决现有技术固有的上述问题，本发明还提供一种薄膜太阳能电池，在该薄膜太阳能电池中，后面电极层、光电转换层、以及透明电极层依次层叠在绝缘基板的一个面上，第一背面电极层和第二背面电极层依次层叠在绝缘基板的另一面上，绝缘基板通过在层叠于绝缘基板的两个面上的多个层中相间地形成图案线而分成多个单位电池，透明电极层和第二背面电极层经由穿过绝缘基板的第一通孔彼此电连接，后面电极层和第一背面电极层经由穿过绝缘基板的第二通孔彼此电连接，并且相邻的单位电池串联连接，其中第二通孔周围的透明电极层通过沟槽分隔开，透明电极层和第二背面电极层彼此电绝缘，以及沟槽使用射束能量密度调节成0.2至0.3J/cm2的YAG-THG激光（波长为355nm）来形成。
此外，在根据本发明的薄膜太阳能电池中，透明电极层的沟槽使用具有圆形或矩形射束形状以及高斯或平顶射束分布的激光来形成。
此外，在根据本发明的薄膜太阳能电池中，透明电极层的沟槽使用脉宽小于或等于20ps的激光来形成。
此外，在根据本发明的薄膜太阳能电池中，绝缘基板由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、或聚萘二甲酸乙二酯的耐热膜构成。
为了解决现有技术固有的上述问题，本发明还提供一种用于制造薄膜太阳能电池的方法，该方法包括：在绝缘基板中形成第二通孔的步骤；在绝缘基板的一个面上形成后面电极层并在绝缘基板的另一面上形成第一背面电极层的步骤；在形成后面电极层和第一背面电极层之后在绝缘基板中形成第一通孔的步骤；自绝缘基板的一个面侧将光电转换层和透明电极层依次层叠、并自绝缘基板的另一面侧层叠第二背面电极层的步骤；在层叠于绝缘基板的两个面上的多个层中相间地形成图案线、并且将绝缘基板分成多个单位电池的步骤；以及在第二通孔周围的透明电极层中形成沟槽、并且将透明电极层和第二背面电极层彼此电绝缘的步骤。
此外，在根据本发明的用于制造薄膜太阳能电池的方法中，在第二通孔周围的透明电极层中形成沟槽的步骤通过用脉冲激光照射来进行。
此外，在根据本发明的用于制造薄膜太阳能电池的方法中，在第二通孔周围的透明电极层中形成沟槽的步骤通过用波长在UV照射范围内的激光束照射来进行。
此外，在根据本发明的用于制造薄膜太阳能电池的方法中，在第二通孔周围的透明电极层中形成沟槽的步骤通过用射束能量密度调节成0.2至0.3J/cm2的YAG-THG激光束（波长为355nm）照射来进行。
此外，在根据本发明的用于制造薄膜太阳能电池的方法中，在第二通孔周围的透明电极层中形成沟槽的步骤通过用具有圆形或矩形射束形状以及高斯或平顶射束分布的激光照射来进行。
此外，在根据本发明的用于制造薄膜太阳能电池的方法中，在第二通孔周围的透明电极层中形成沟槽的步骤通过用脉宽小于或等于20ps的激光照射来进行。
在根据本发明的薄膜太阳能电池中，后面电极层、光电转换层、以及透明电极层依次层叠在绝缘基板的一个面上，第一背面电极层和第二背面电极层按照描述的次序层叠在绝缘基板的另一面上，绝缘基板通过在层叠于绝缘基板的两个面上的多个层中相间地形成图案线而分成多个单位电池，透明电极层和第二背面电极层经由穿过绝缘基板的第一通孔彼此电连接，后面电极层和第一背面电极层经由穿过绝缘基板的第二通孔彼此电连接，并且相邻的单位电池串联连接，其中第二通孔周围的透明电极层通过沟槽分隔开，以及透明电极层和第二背面电极层彼此电绝缘。在现有技术中，进行掩模处理、或者在第二通孔周围设置绝缘树脂，但是根据本发明，可在不进行这种处理的情况下确保透明电极层和第二背面电极层之间的电绝缘。此外，由于其中在第二通孔周围不进行掩模处理的情况下去除透明电极层的配置，因此未形成透明电极层的区域与通过掩模处理所获取的区域相比可减小，并且透明电极层的有效表面积可扩大。由此，薄膜太阳能电池的输出可增加。
此外，在根据本发明的薄膜太阳能电池中，透明电极层的沟槽通过用脉冲激光照射而形成。因此，可抑制发电层（诸如光电转换层）因结晶造成的短路。
此外，在根据本发明的薄膜太阳能电池中，透明电极层的沟槽通过用波长在UV照射范围内的激光束照射来形成。因此，可增加透明电极层中的光吸收，并且可减少发电层的热损坏。
此外，在根据本发明的薄膜太阳能电池中，背面电极层、光电转换层、以及透明电极层按照描述的次序层叠在绝缘基板的一个面上，第一背面电极层和第二背面电极层按照描述的次序层叠在绝缘基板的另一面上，绝缘基板通过在层叠于绝缘基板的两个面上的多个层中相间地形成图案线而分成多个单位电池，透明电极层和第二背面电极层经由穿过绝缘基板的第一通孔彼此电连接，后面电极层和第一背面电极层经由穿过绝缘基板的第二通孔彼此电连接，并且相邻的单位电池串联连接，其中第二通孔周围的透明电极层通过沟槽分隔开，透明电极层和第二背面电极层彼此电绝缘，以及沟槽使用射束能量密度调节成0.2至0.3J/cm2的YAG-THG激光（波长为355nm）来形成。因此，可抑制通过激光处理致使的周围发电层（诸如光电转换层）的变性。
此外，由于UV范围（波长小于或等于100nm）内的激光被用于处理，因此可增加透明电极层中的光吸收，并且可减少发电层的热损坏。
此外，在根据本发明的薄膜太阳能电池中，透明电极层的沟槽使用脉宽小于或等于20ps的激光来形成。因此，缩短激光脉冲的时间宽度，并且可减少热影响。
根据本发明的用于制造薄膜太阳能电池的方法包括：在绝缘基板中形成第二通孔的步骤；在绝缘基板的一个面上形成后面电极层而在绝缘基板的另一面上形成第一背面电极层的步骤；在形成后面电极层和第一背面电极层之后在绝缘基板中形成第一通孔的步骤；自绝缘基板的一个面侧将光电转换层和透明电极层按照描述的次序层叠、而自绝缘基板的另一面侧层叠第二背面电极层的步骤；在层叠于绝缘基板的两个面上的多个层中相间地形成图案线、并且将绝缘基板分成多个单位电池的步骤；以及在第二通孔周围的透明电极层中形成沟槽、并且将透明电极层和第二背面电极层彼此电绝缘的步骤。在现有技术中，有必要进行掩模处理或将绝缘树脂设置在第二通孔周围，但是根据本发明，不一定与现有技术中一样在第二通孔附近进行掩模处理等，并且可增加薄膜太阳能电池1的生产成品率。另外，由于不一定在第二通孔附近进行掩模处理，因此防止位于绝缘基板2上的与掩模和绝缘基板2接触的层损坏。由此，在薄膜太阳能电池1中防止漏电流增大，并且制造薄膜太阳能电池1时的缺陷率可减小。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的薄膜太阳能电池的平面图。
图2是沿图1中的A-A’线取得的截面图。
图3是图2中的区域C的放大图。
图4是沿图1中的B-B’线取得的截面图。
图5是图4中的区域D的放大图；图5(a)是去除透明电极层之前的截面图；图5(b)是去除透明电极层之后的截面图。
图6是示出如何制造根据本发明第一实施例的薄膜太阳能电池的流程图。
图7示出在通过激光束照射来制造透明电极层的情况下能量密度和结晶率之间的关系。
图8是示出常规薄膜太阳能电池的平面图。
图9(a)是沿图8中的A-A线取得的截面图；图9(b)是图9(a)中的区域C的放大图。
图10(a)是沿图8中的B-B线取得的截面图；图10(b)是图10(a)中的区域D的放大图。
用于实现本发明的最佳模式
以下将参考附图描述根据本发明的各个实施例的薄膜太阳能电池。图1是根据第一实施例的薄膜太阳能电池的平面图。图2是沿图1中的A-A线取得的截面图。图3是图2中的区域C的放大图。图4是沿图1中的B-B线取得的截面图。图5是图4中的区域C的放大图。
第一实施例
如图1至图5所示，根据本实施例的薄膜太阳能电池1设置有绝缘基板2（参见图3和图5）。绝缘基板2由薄膜材料构成，诸如举例而言由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚萘二甲酸乙二酯、芳族聚酰等材料构成。
如图3所示，在绝缘基板2的两个面2a、2b上形成由诸如Ag/ZnO之类的金属构成的金属电极层3。在该配置中，绝缘基板2的一个面2a上的金属电极层3用作后面电极层3a，而绝缘基板2的另一面2b上的金属电极层3用作第一背面电极层3b。
此外，如图3和5所示，光电转换层4和透明电极层5按照描述的次序层叠在位于绝缘基板2的一个面2a上的后面电极层3a上。非晶半导体或包含微晶体的非晶半导体、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、或者CIGS型有机太阳能电池可用作光电转换层4。同时，第二背面电极层6层叠在位于绝缘基板2的另一面2b上的第一背面电极层3b上。
如图1所示，穿过绝缘基板2的多个第一通孔7设置在绝缘基板2中。第一通孔7设置有恒定间隔。此外，如图3所示，透明电极层5和第二背面电极层6以两个电极层在第一通孔7的侧壁部分7a上重叠的方式连接。
如图1所示，穿过绝缘基板2的多个第二通孔8设置在绝缘基板2中。在本实施例中，第二通孔8设置在薄膜太阳能电池1的绝缘基板2的宽度方向上的两端。如图5所示，后面电极层3a和第一背面电极层3b通过第二通孔8的侧壁部分8a电连接。
由此，第一和第二通孔7、8用于按照以下次序的连接：第一和第二背面电极层3b、6→第一通孔7→透明电极层5→光电转换层4→后面电极层3a→第二通孔8→第一背面电极层3b。
如图1所示，层叠在绝缘基板2的一个面2a上的多个层（后面电极层3a、光电转换层4、透明电极层5）通过激光制造所获取的第一图案线9而分成多个区段。
此外，如图1和图5所示，层叠在绝缘基板2的另一面2b上的多个层（第一背面电极层3b和第二背面电极层6）类似地通过激光制造所获取的第二图案线10而分成多个区段。在该配置中，第一图案线9和第二图案线10相间地设置在绝缘基板2。
这些第一和第二图案线9、10进行由位于绝缘基板2的一个面2a上的多个层、以及位于其另一面2b上的多个层构成的单位电池（单位太阳能电池）的分割。薄膜太阳能电池1具有其中绝缘基板2的两个面2a、2b上的电极层的分离位置相对于彼此而移动、并且相邻的单位电池通过经由第二通孔28使绝缘基板2的两个面2a、2b上的电极层连接而串联连接的结构。
本发明的具体特征在于，进行去除第二通孔8周围的透明电极层5的操作，如图1和图5(b)所示。更具体地，如图1和图5(b)所示，分离槽11设置在第二通孔8周围。在第二通孔8外部径向地形成分离槽11。由此，如图5(b)所示，分离槽11径向地置于第二通孔8的侧壁部分8a外部。
如图1所示，分离槽11与第二通孔8同心地形成，并且在其平面图中环状地形成。此外，如图5(b)所示，分离槽11的深度使得这些分离槽达到光电转换层4，并且使得透明电极层5和第二透明电极层6彼此电绝缘。
以下将参考附图描述根据本发明实施例的用于制造薄膜太阳能电池的方法。图6是示出如何制造根据本发明第一实施例的薄膜太阳能电池1的流程图。
如上所述的膜材料用作根据本发明的薄膜太阳能电池1中的绝缘基板2。使用辊到辊或喷墨系统的打印技术作为用于制造薄膜太阳能电池1的方法。例如，在辊到辊系统中，由膜材料构成的基板通过多个辊（传送装置）来传送，并且在基板上在连续排列的膜形成室中连续地形成薄膜。
当制造薄膜太阳能电池1时，首先，在如图6所示的步骤S1中对绝缘基板2进行预处理。更具体地，进行预处理，从而通过在加热时向绝缘基板2施加张力使基板的变形最大化。
然后，在步骤S2中，在绝缘基板2中形成第二通孔8。通过冲压（钻孔法）来形成第二通孔8。选择直径为1mm的圆作为第二通孔8的形状。第二通孔8的圆的直径可被设置在0.05至1mm的范围内，并且冲压的第二通孔8的数量可根据设计来调节。
然后，在步骤S3中，通过溅射在绝缘基板2的两个面2a、2b上形成后面电极层3a和第一背面电极层3b。在此情况下，后面电极层3a和第一背面电极层3b经由第二通孔8电连接。
然后，在步骤S4中，通过激光处理去除在绝缘基板2的两个面2a、2b上形成的多个层来形成主要图案线（在附图中未示出）。在此情况下，在绝缘基板2的两个面2a、2b上形成的多条线相对于彼此而移动。
然后，在步骤S5中，在绝缘基板2中形成第一通孔7。通过冲压来形成第一通孔7。
然后，在步骤S6中，在绝缘基板2的后面电极层3a上形成光电转换层4，并且随后在步骤S7中，在光电转换层4上进一步形成透明电极层5。
然后，在步骤S8中，在绝缘基板2的第一背面电极层3b上形成第二背面电极层6。
然后，在步骤S9中，通过激光处理再次去除位于已在步骤S4中形成的主要图案线上的光电转换层4和透明电极层5来形成第一图案线9。
然后，在步骤S10中，通过激光处理再次去除位于主要图案线上的第二背面电极层6来形成第二图案线10。通过这些第一和第二图案线9、10将位于绝缘基板2上的多个层分隔成多个单位电池。
然后，在步骤S11中，通过对第二通孔8周围的透明电极层5进行激光处理，在第二通孔8的周围形成分离槽（第三图案线）11。分离槽11与第二通孔8同心地形成，并且在第二通孔8外部径向地形成（参见图1）。此外，分离槽11的深度使得这些分离槽达到光电转换层4（参见图5(b)）。由此，分离槽11外部的透明电极层5、以及后面电极层6或第一背面电极层3b通过分离槽11分隔开。由此，透明电极层5和后面电极层6彼此电绝缘。
脉冲激光可用于形成分离槽11。通过使用脉冲激光，有可能抑制由发电层的结晶引起的短路。此外，脉冲激光的波长可设置在UV照射范围内。通过将波长设置在UV照射范围内，有可能增加通过其断开和去除分子的切除的影响、同时减少热影响。
在脉冲激光的脉冲的时间宽度较短的情况下，可抑制热影响。脉冲激光的脉冲的时间宽度可设为小于或等于100ps、优选小于或等于20ps的值。以此方式，在薄膜太阳能电池1中实现串联连接。
在根据本发明第一实施例的薄膜太阳能电池1中，后面电极层3a、光电转换层4、以及透明电极层5按照描述的次序层叠在绝缘基板2的一个面2a上，第一背面电极层3b和第二背面电极层6按照描述的次序层叠在绝缘基板2的另一面2b上，绝缘基板2通过在层叠于绝缘基板2的两个面2a、2b上的多个层中相间地形成第一和第二图案线9、10而分成多个单位电池，透明电极层5和第二背面电极层6经由穿过绝缘基板2的第一通孔7彼此电连接，后面电极层3a和第一背面电极层3b经由穿过绝缘基板2的第二通孔8彼此电连接，并且相邻的单位电池串联连接。在薄膜太阳能电池1中，第二通孔8周围的透明电极层5通过分离槽11分隔开，并且透明电极层5和第二背面电极层6彼此电绝缘。在现有技术中，进行掩模处理、或者在第二通孔周围设置绝缘树脂，但是根据本发明，可在不进行这种处理的情况下确保第二通孔8中的透明电极层5和第二背面电极层6之间的电绝缘。此外，由于其中在第二通孔8周围不进行掩模处理的情况下通过激光去除透明电极层5的配置，因此未形成透明电极层5的区域与通过掩模处理所获取的区域相比可减小，并且透明电极层5的有效表面积可扩大。由此，薄膜太阳能电池1的输出可增加。
此外，在根据本发明第一实施例的薄膜太阳能电池1中，脉冲激光用于形成分离槽11。因此，可抑制发电层（诸如光电转换层）因结晶造成的短路。
此外，由于设置了脉冲激光的脉冲的短时间宽度（小于或等于100ps），因此可减少在激光处理期间产生的热影响。
根据本发明第一实施例的用于制造薄膜太阳能电池1的方法包括：在绝缘基板2中形成第二通孔8的步骤；在绝缘基板2的一个面2a上形成后面电极层3a而在绝缘基板2的另一面2b上形成第一背面电极层3b的步骤；在形成后面电极层3a和第一背面电极层3b之后在绝缘基板2中形成第一通孔7的步骤；自绝缘基板2的一个面侧2a将光电转换层4和透明电极层6按照描述的次序层叠、而自绝缘基板2的另一面侧2b层叠第二背面电极层6的步骤；在层叠于绝缘基板2的两个面2a、2b上的多个层中相间地形成图案线9、10，并且将绝缘基板2分成多个单位电池的步骤；以及在第二通孔8周围的透明电极层5中形成分离槽11、并且将透明电极层5和第二背面电极层6彼此电绝缘的步骤。因此，不一定与现有技术中一样在第二通孔附近进行掩模处理等，并且可增加薄膜太阳能电池1的生产成品率。另外，由于不一定在第二通孔8附近进行掩模处理，因此防止位于绝缘基板2上的与掩模和绝缘基板2接触的层损坏。由此，在薄膜太阳能电池1中防止漏电流增大，并且制造薄膜太阳能电池1时的缺陷率可减小。
第二实施例
以下将描述根据本发明第二实施例的薄膜太阳能电池1。在根据第二实施例的薄膜太阳能电池1中，在形成分离槽11（参见图5(b)）之前的制造步骤与第一实施例中的制造步骤相同。因此，在此省略其重复解释。
图7示出在通过激光束照射来处理透明电极层5（参见图5(b)）期间能量密度和结晶率之间的关系。在此引用的结晶率使用通过拉曼光谱法所测量的峰值强度比来计算。在晶体Si的峰值强度由Ic表示而非晶Si的峰值强度由Ia表示的情况下Ic/Ia比为结晶率。通过将激光照射之前的发电层的结晶率取为1，可确定激光照射之后的结晶率的相对值。
如图7所示，在能量密度增加的情况下，发电层的热损坏增加，并且结晶提前（即，结晶率增大）。在能量密度太小的情况下，对透明电极层5的处理是不可能的。因此，激光处理时的能量密度应当为0.2J/cm2。在结晶率的上阈值取为2（相对值）的情况下，能量密度的上限值将为0.31J/cm2，如图7所示。
在第二实施例中，使用YAG-THG激光（波长为355nm）作为用于处理透明电极层5和形成分离槽11的手段。此外，通过使用图7所示的结果，将YAG-THG激光的能量密度设置在0.2至0.3J/cm2的范围内。
此外，在激光能量密度处于0.2至0.3J/cm2的范围内的情况下，可使用具有圆形高斯分布的射束。优选使用具有良好能量分布的矩形射束（平顶）。
在激光脉冲时间宽度减小的情况下，可以与第一实施例中相同的方式抑制热影响。脉冲激光的脉冲的时间宽度可设为小于或等于100ps、优选小于或等于20ps。
通过根据本发明的用于制造第二实施例的薄膜太阳能电池1的方法，使用射束能量密度调节成0.2至0.3J/cm2的YAG-THG激光（波长为355nm）来形成分离槽11。因此，可抑制通过激光处理致使的周围发电层（诸如光电转换层）的变性（即，结晶等）。
此外，由于UV范围（波长小于或等于400nm）内的激光用于处理，因此增加透明电极层5中对光的吸收，并且可减少发电层的热损坏。
以上描述了本发明的各个实施例，但是本发明不限于上述实施例，并且可作出各种改变和修改而不背离本发明的技术实质。
在上述实施例中，分离槽11在其平面图中环状地形成，但是也可使用其他形状，只要透明电极层5和第二透明电极层6彼此电绝缘即可。例如，分离槽11在其平面图中在第二通孔8周围矩形地形成。
在上述实施例中，处理第二通孔8周围的透明电极层5的激光的步骤（S11）是很后面的步骤，但是可改变制造方法中的步骤S11的次序，只要该步骤在步骤S8之后执行即可。
附图标记的说明
1薄膜太阳能电池
2绝缘基板
3金属电极层
3a后面电极层
3b第一背面电极层
4光电转换层
5透明电极层
6第二背面电极层
7第一通孔
8第二通孔
9第一图案线
10第二图案线
11分离槽

Claims (14)

1.一种薄膜太阳能电池，其中：后面电极层、光电转换层、以及透明电极层依次层叠在绝缘基板的一个面上，第一背面电极层和第二背面电极层依次层叠在所述绝缘基板的另一面上，所述绝缘基板通过在层叠于所述绝缘基板的两个面上的多个层中相间地形成图案线而分成多个单位单元，所述透明电极层和所述第二背面电极层经由穿过所述绝缘基板的第一通孔彼此电连接，所述后面电极层和所述第一背面电极层经由穿过所述绝缘基板的第二通孔彼此电连接，并且相邻的单位单元串联连接，其中，
所述第二通孔周围的透明电极层通过沟槽分隔开，并且所述透明电极层和所述第二背面电极层彼此电绝缘。
2.如权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述透明电极层的沟槽通过用脉冲激光照射而形成。
3.如权利要求1或2所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述透明电极层的沟槽通过用波长在UV照射范围内的激光束照射而形成。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述绝缘基板由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、或聚萘二甲酸乙二酯的耐热膜构成。
5.一种薄膜太阳能电池，其中：后面电极层、光电转换层、以及透明电极层依次层叠在绝缘基板的一个面上，第一背面电极层和第二背面电极层依次层叠在所述绝缘基板的另一面上，所述绝缘基板通过在层叠于所述绝缘基板的两个面上的多个层中相间地形成图案线而分成多个单位单元，所述透明电极层和所述第二背面电极层经由穿过所述绝缘基板的第一通孔彼此电连接，所述后面电极层和所述第一背面电极层经由穿过所述绝缘基板的第二通孔彼此电连接，并且相邻的单位单元串联连接，其中，
所述第二通孔周围的透明电极层通过沟槽分隔开，所述透明电极层和所述第二背面电极层彼此电绝缘，以及所述沟槽使用射束能量密度调节成0.2-0.3J/cm2的YAG-THG激光（波长为355nm）来形成。
6.如权利要求5所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述透明电极层的沟槽使用具有圆形或矩形的射束形状以及高斯或平顶射束分布的激光来形成。
7.如权利要求5或6所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述透明电极层的沟槽使用脉宽小于或等于20ps的激光来形成。
8.如权利要求5至7中的任一项所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述绝缘基板由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、或聚萘二甲酸乙二酯的耐热膜构成。
9.一种用于制造薄膜太阳能电池的方法，包括：
在绝缘基板中形成第二通孔的步骤；
在所述绝缘基板的一个面上形成后面电极层并在所述绝缘基板的另一面上形成第一背面电极层的步骤；
在形成所述后面电极层和所述第一背面电极层之后在所述绝缘基板中形成第一通孔的步骤；
自所述绝缘基板的一个面侧将光电转换层和透明电极层依次层叠、并自所述绝缘基板的另一面侧层叠第二背面电极层的步骤；
在层叠于所述绝缘基板的两个面上的多个层中相间地形成图案线、并且将所述绝缘基板分成多个单位单元的步骤；以及
在所述第二通孔周围的透明电极层中形成沟槽、并且将所述透明电极层和所述第二背面电极层彼此电绝缘的步骤。
10.如权利要求9所述的用于制造薄膜太阳能电池的方法，其特征在于，在所述第二通孔周围的透明电极层中形成所述沟槽的所述步骤通过用脉冲激光照射来进行。
11.如权利要求9或10所述的用于制造薄膜太阳能电池的方法，其特征在于，在所述第二通孔周围的透明电极层中形成所述沟槽的所述步骤通过用波长在UV照射范围内的激光束照射来进行。
12.如权利要求9至11中的任一项所述的用于制造薄膜太阳能电池的方法，其特征在于，在所述第二通孔周围的透明电极层中形成所述沟槽的所述步骤通过用射束能量密度调节成0.2-0.3J/cm2的YAG-THG激光束（波长为355nm）照射来进行。
13.如权利要求9至12中的任一项所述的用于制造薄膜太阳能电池的方法，其特征在于，在所述第二通孔周围的透明电极层中形成所述沟槽的所述步骤通过用具有圆形或矩形的射束形状以及高斯或平顶射束分布的激光照射来进行。
14.如权利要求9至13中的任一项所述的用于制造薄膜太阳能电池的方法，其特征在于，在所述第二通孔周围的透明电极层中形成所述沟槽的所述步骤通过用脉宽小于或等于20ps的激光照射来进行。
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