CN102867882A - 太阳能电池的结构制法 - Google Patents

Abstract

一种太阳能电池的结构制法，其包括下列步骤：金属箔层制作步骤：于一基材上形成一金属箔层；蚀刻步骤：于金属箔层的预定位置上进行蚀刻，形成数个金属箔层凹槽；太阳能光伏层制作步骤：于金属箔层上形成一太阳能光伏层；第一激光切割步骤：以激光切割出数个太阳能光伏层凹槽；每一太阳能光伏层凹槽完全截断该太阳能光伏层，具有一第二宽度；透明导电层制作步骤：于该太阳能光伏层上形成一透明导电层；第二激光切割步骤：以激光切割出数个凹槽后，即完成一太阳能电池的结构。本发明具有提高转换效率的优点及功效。

Description

太阳能电池的结构制法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池的结构制法，特别涉及一种可缩小金属箔层凹槽宽度的太阳能电池的结构制法，其具有提高转换效率的优点及功效。

背景技术

如图12所示，其为传统太阳能电池的结构，其制法是先以激光83切割的方式对一玻璃基板910上的金属箔层920进行加工，于该金属箔层920形成数个金属箔层凹槽921(如图13所示)；之后，再进行一太阳能光伏层(Photovoltaic Layer)930、一透明导电层940及数个凹槽970的制作，即完成一太阳能电池。

太阳能电池包括数个有效区A及无效区B，有效区A同时具有金属箔层920(下电极)、太阳能光伏层930及透明导电层940(上电极)；当太阳光照射时，光能将硅原子(太阳能光伏层930)中的电子激发出来，而产生电子和电洞的对流，并以上、下电极连接而形成一个回路。

也就是说，光线只会与该有效区A反应而产生电流，且当该有效区A的区域愈大时，其电能转换效率也相对愈高。

如图13所示，但一般太阳能电池以激光83切割的方式切割该金属箔层凹槽921，其切割宽度S4较大(约为50μm至100μm之间)，在切割数个金属箔层凹槽921后，使得该金属箔层920因切割的损失也相对增加，该有效区A也因此而缩小，与一光线75的反应范围也相对较小(图12的反射箭头)，进而影响整体电能转换效率(如图12所示，该有效区A及该无效区B的总宽度为一预定宽度W，该有效区A具有一第二有效区宽度W21，而该无效区B具有一第二无效区宽度W22)。

因此，有必要研发新产品，以解决上述缺点及问题。

发明内容

为解决现有技术存在的金属箔层凹槽宽度较大而使得有效区缩小的问题，本发明提供一种太阳能电池的结构制法，其具有提高转换效率的优点及功效。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种太阳能电池的结构制法，其包括下列步骤：

[1]金属箔层制作步骤：于一基材上形成一金属箔层；

[2]蚀刻步骤：于该金属箔层的预定位置上进行蚀刻，形成数个金属箔层凹槽；又，每一金属箔层凹槽完全截断该金属箔层，且具有一第一宽度，该第一宽度介于10μm至30μm之间；

[3]太阳能光伏层制作步骤：于该金属箔层上形成一太阳能光伏层；

[4]第一激光切割步骤：以激光切割出数个太阳能光伏层凹槽；每一太阳能光伏层凹槽完全截断该太阳能光伏层，且具有一第二宽度，该第二宽度介于10μm至50μm之间；

[5]透明导电层制作步骤：于该太阳能光伏层上形成一透明导电层；

[6]第二激光切割步骤：以激光切割出数个凹槽后，即完成一太阳能电池的结构；又，每一凹槽完全截断该透明导电层及该太阳能光伏层，且具有一第三宽度，该第三宽度介于10μm至50μm之间。

前述的太阳能电池的结构制法，其中金属箔层的材质采用铜、铝、银或不锈钢。

本发明的有益效果是，其具有提高转换效率的优点及功效。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的太阳能电池的结构制法的流程示意图。

图2A是本发明的金属箔层制作步骤的示意图。

图2B是本发明的金属箔层的剖视示意图。

图3A是本发明的蚀刻步骤流程一的示意图。

图3B是本发明的蚀刻步骤流程一的剖视示意图。

图4A是本发明的蚀刻步骤流程二的示意图。

图4B是本发明的蚀刻步骤流程二的剖视示意图。

图5A是本发明的蚀刻步骤流程三的示意图。

图5B是本发明的蚀刻步骤流程三的剖视示意图。

图6A是本发明的蚀刻步骤流程四的示意图。

图6B是本发明的蚀刻步骤流程四的剖视示意图。

图7A是本发明的太阳能光伏层制作步骤的示意图。

图7B是本发明的太阳能光伏层制作步骤的剖视示意图。

图8A是本发明的第一激光切割步骤的示意图。

图8B是本发明的第一激光切割步骤的剖视示意图。

图9A是本发明的透明导电层制作步骤的示意图。

图9B是本发明的透明导电层制作步骤的剖视示意图。

图10A是本发明的第二激光切割步骤的示意图。

图10B是本发明的第二激光切割步骤的剖视示意图。

图11是本发明的太阳能电池的结构示意图。

图12是传统太阳能电池的示意图。

图13是传统太阳能电池的金属箔层凹槽制作的示意图。

图中标号说明：

10基材                    20金属箔层

21金属箔层凹槽            30太阳能光伏层

31太阳能光伏层凹槽        40透明导电层

51金属箔层制作步骤        52蚀刻步骤

53太阳能光伏层制作步骤    54第一激光切割步骤

55透明导电层制作步骤      56第二激光切割步骤

60光阻剂                  70凹槽

75光线                    81预定灯源

82光罩                    83激光

920金属箔层               921金属箔层凹槽

930太阳能光伏层           940透明导电层

970凹槽                   S1第一宽度

S2第二宽度                S3第三宽度

S4第四宽度                W预定宽度

W11第一有效区宽度         W12第一无效区宽度

W21第二有效区宽度         W22第二无效区宽度

A有效区            B无效区

具体实施方式

如图1所示，本发明为一种太阳能电池的结构制法，其包括下列步骤：

[1]金属箔层制作步骤51：如图2A及图2B所示，于一基材10上进行金属镀膜或为压合贴附(例如：铜、铝、银及不锈钢等)，形成一金属箔层20(也就是下电极)。该基材10的材质可为聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)、聚酯(Polyester，简称PET)或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate，简称为EVA)。

[2]蚀刻步骤52：如于该金属箔层20的预定位置上进行蚀刻，形成数个金属箔层凹槽21；又，每一金属箔层凹槽21完全截断该金属箔层20，且具有一第一宽度S1，该第一宽度S1介于10μm至30μm之间。关于该金属箔层凹槽21的蚀刻，先将一光阻剂60涂布于该金属箔层20上，再利用一预定灯源81(例如：紫外光)及一光罩82对预定位置的进行曝光(请参阅图3A及图3B)；接着，以显影剂移除经曝光的光阻剂60后(如图4A及图4B所示)，再进行蚀刻，使该金属箔层20无光阻剂60的部份被蚀刻而形成该金属箔层凹槽21(如图5A及图5B所示)；最后，将剩余的该光阻剂60去除，即完成数个金属箔层凹槽21的制作(如图6A及图6B所示)。上述举例为一般的正光阻微影制程，在实务上，也可利用负光阻微影制程来达成(负光阻不适合小于3μm以下的制程技术)。

[3]太阳能光伏层制作步骤53：如图7A及图7B所示，于该金属箔层20上形成一太阳能光伏层30(Photovoltaic)，例如：硅薄膜、CIGS(铜铟镓硒，Copper Indium Gallium Diselenide)；以硅薄膜来说，其可以溅镀或电浆辅助化学气相沉积法(PECVD)形成于该金属箔层20上。

[4]第一激光切割步骤54：如图8A及图8B所示，以一激光83切割出数个太阳能光伏层凹槽31；每一太阳能光伏层凹槽31完全截断该太阳能光伏层30，且具有一第二宽度S2，该第二宽度S2介于10μm至50μm之间。

[5]透明导电层制作步骤55：如图9A及图9B所示，于该太阳能光伏层30上形成一透明导电层40(或称上电极)。

[6]第二激光切割步骤55：如图10A及图10B所示，以一激光83切割出数个凹槽70后，即完成一太阳能电池的结构100；又，每一凹槽70完全截断该透明导电层40及该太阳能光伏层30，且具有一第三宽度S3，该第三宽度S3介于10μm至50μm之间。

关于本发明的制法所制出的太阳能电池的结构100，其包括数个有效区A及无效区B(如图10B)，有效区A同时具有该金属箔层20(下电极)、该太阳能光伏层30及该透明导电层40(上电极)；以太阳能光伏层30为硅薄膜来说，当太阳光照射时，光能将硅原子(硅薄膜)中的电子激发出来，而产生电子和电洞的对流，并以上、下电极连接而形成一个回路。

因此，光线只会与该有效区A反应而产生电流(电流的方向如图10B的箭头所示)，且当该有效区A的区域愈大时，其电能转换效率也相对愈高。

如图11所示，假设一个有效区A与一个无效区B的总宽度为一预定宽度W，本发明以蚀刻的方式形成第一宽度S1的金属箔层凹槽21，会使该有效区A具有一第一有效区宽度W11，而该无效区B具有一第一无效区宽度W12；而传统太阳能电池的制法，以激光切割出该金属箔层凹槽921(如现有技术的图12及图13所示)，其切割出的第四宽度S4大于本发明蚀刻出的第一宽度S1，使该有效区A的第二有效区宽度W21小于本发明的第一有效区宽度W11，而该无效区B的第二无效区宽度W22则大于本发明的第一无效区宽度W12。

更详细的说，该第一宽度S1约为20μm(10μm至30μm间)，而传统方式以激光切割的第四宽度S4最小约在50μm至100μm之间；由此可知，本发明的每一金属箔层凹槽21侧边的金属箔层20，可增加至少30μm的宽度，使得该有效区A的第一有效区宽度W11也增加至少30μm，进而可增加电能转换效率。

由图11(本发明)及图12(传统技术)的比较可知，当一光线75照射时，由于本发明的第一有效区宽度W11大于传统的第二有效区宽度W21，因此，本发明的有效区A与该光线75反应的范围也相对较大(图11的反射箭头)，电能转换效率自然较高。

综上所述，本发明的优点及功效可归纳为：

[1]提高转换效率。一般太阳能电池以激光83切割的方式切割该金属箔层凹槽921，其切割宽度较大(约为50μm至100μm之间)，在切割数个金属箔层凹槽921后，使得该金属箔层920因切割的损失也相对增加，该有效区A也因此而缩小，进而影响整体电能转换效率；而本发明以蚀刻的方式形成该金属箔层凹槽21，其宽度约为20μm，使每一金属箔层凹槽21侧边的金属箔层20，可增加至少30μm的水平面积，使得该有效区A的区域面积也相对提高，进而增加电能转换效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种太阳能电池的结构制法，其特征在于，包括下列步骤：

[1]金属箔层制作步骤：于一基材上形成一金属箔层；

[2]蚀刻步骤：于该金属箔层的预定位置上进行蚀刻，形成数个金属箔层凹槽；又，每一金属箔层凹槽完全截断该金属箔层，且具有一第一宽度，该第一宽度介于10μm至30μm之间；

[3]太阳能光伏层制作步骤：于该金属箔层上形成一太阳能光伏层；

[4]第一激光切割步骤：以激光切割出数个太阳能光伏层凹槽；每一太阳能光伏层凹槽完全截断该太阳能光伏层，且具有一第二宽度，该第二宽度介于10μm至50μm之间；

[5]透明导电层制作步骤：于该太阳能光伏层上形成一透明导电层；

[6]第二激光切割步骤：以激光切割出数个凹槽后，即完成一太阳能电池的结构；又，每一凹槽完全截断该透明导电层及该太阳能光伏层，且具有一第三宽度，该第三宽度介于10μm至50μm之间。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池的结构制法，其特征在于，所述金属箔层的材质采用铜、铝、银或不锈钢。

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