TWI397189B - 製作太陽能薄膜電池之方法及其結構 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種製作太陽能薄膜電池之方法及其結構,尤指一種利用印刷製程形成太陽能薄膜電池之光吸收圖案的方法及其結構。
目前人類使用的能源主要來自於石油資源,但由於地球石油資源有限,因此近年來對於替代能源的需求與日俱增,而其中在各式替代能源中又以太陽能最具發展潛力。
目前太陽能電池的製程主要可區分為使用半導體製程之太陽能電池與使用薄膜製程之太陽能電池兩大類,其中前者係使用半導體基板例如矽基板,並利用摻雜與擴散等技術形成光吸收層,而後者則係使用塑膠基板或玻璃基板,並利用薄膜技術形成光吸收層。由於半導體產業對於矽原料的高需求,使得使用半導體製程之太陽能電池面臨矽原料不足的狀況,因此目前利用薄膜技術的太陽能薄膜電池逐漸成為市場上的主流產品。
習知太陽能薄膜電池的光吸收層係藉由沈積製程形成,並利用黃光微影製程進行圖案化,然而黃光微影製程的成本昂貴,造成習知太陽能薄膜電池的製作成本無法下降,因此對於太陽能薄膜電池的發展造成了負面影響。
本發明之目的之一在於提供一種製作太陽能薄膜電池之方法及其結構,以節省太陽能薄膜電池之製作成本。
本發明之較佳實施例提供一種製作太陽能薄膜電池之方法,包括下列步驟。提供一基板,並於基板上形成複數個第一電極。進行一印刷製程,將一光吸收材料印刷於基板與第一電極上,以形成複數個光吸收圖案,其中各光吸收圖案分別對應兩相鄰之第一電極,且各光吸收圖案部分覆蓋對應之兩相鄰之第一電極,並部分曝露出對應之兩相鄰之第一電極。於光吸收圖案上形成複數個第二電極。
本發明之較佳實施例另提供一種太陽能薄膜電池。上述太陽能薄膜電池包括一基板、複數個第一電極、複數個光吸收圖案、一緩衝層與複數個第二電極。第一電極設置於基板上。光吸收圖案設置於基板與第一電極上,其中各光吸收圖案分別對應兩相鄰之第一電極,且各光吸收圖案部分覆蓋對應之兩相鄰之第一電極,並部分曝露出對應之兩相鄰之第一電極。緩衝層設置於光吸收圖案上,且緩衝層與光吸收圖案曝露出之第一電極電性連接。第二電極設置於緩衝層上。
本發明之製作太陽能薄膜電池之方法利用印刷製程形成光吸收圖案,故相較於習知技術使用黃光微影技術形成光吸收圖案的方式,可大幅節省製作成本。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明,下文特列舉本發明之較佳實施例,並配合所附圖式,詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
請參考第1圖至第6圖。第1圖至第6圖繪示了本發明之第一較佳實施例製作太陽能薄膜電池之方法示意圖。如第1圖所示,首先提供一基板10。基板10可為塑膠基板、玻璃基板或其它各式材質構成的基板。隨後於基板10上形成一導電層12。導電層12可為各式導電性佳之材料,如金屬材料或透明導電材料。在本實施例中,太陽能薄膜電池的照光面為第1圖之上方,因此導電層12係選用具有導電與反射雙重特性的金屬材料,例如鉬金屬,但不以此為限。
如第2圖所示,接著對導電層12進行圖案化,以於基板10上形成複數個第一電極14。在本實施例中,圖案化第一電極14的步驟較佳可利用雷射切割製程加以實現,但不以此為限,例如亦可利用機械切割製程或黃光微影技術加以實現。
如第3圖所示,隨後進行一印刷(printing)製程,將一光吸收材料印刷於基板10與第一電極14上,以形成複數個光吸收圖案16,其中各光吸收圖案16大體上分別對應第一電極14,且各光吸收圖案16曝露出部分對應之第一電極14。精確地說,各光吸收圖案16大體上部分覆蓋於對應之兩相鄰第一電極14,並部分曝露出對應之兩相鄰第一電極14,且完全覆蓋兩相鄰第一電極14之間的基板10。本發明之印刷製程可為噴墨印刷(ink-jet printing)製程、網版印刷(screen printing)製程或其它型式的印刷製程。在本實施例中,光吸收材料包括以溶液為基礎(solution-based)之光吸收材料,但不以此為限。舉例而言,光吸收材料可包括例如I B-III A-VI A族(一三六族)化合物半導體(compound semiconductor)、II B-VI A族(二六族)化合物半導體或其它光吸收材料。若選用I B-III A-VI A族化合物半導體,則其可包括例如銅銦鎵硒(CIGS)、銅銦硒(CIS)、銅銦鎵硫硒(CIGSSe)或銅鎵硒(CGS)、或其它I B-III A-VI A族化合物半導體、或上述材料之組合;若選用II B-VI A族化合物半導體,則其可包括例如碲化鎘(CdTe)、或其它II B-VI A族化合物半導體、或上述材料之組合。
如第4圖所示,接著於光吸收圖案上16上形成一緩衝層18,且緩衝層18與光吸收圖案16曝露出之第一電極14相接觸而電性連接。緩衝層18之材質可包括例如硫化鎘(CdS)、硫化鋅(ZnS)、Zn(O,OH,S)、三硫化二銦(In2
S3
)、包含氧化銦與氫氧化銦與硫化銦之混合物(In(O,OH,S))、氧化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、包含氧化鋅與氫氧化鋅與硫化鋅之混合物(Zn(O,OH,S))、鋅錳氧化物(ZnMgO)、三硒化二銦(In2
Se3
)、包含氧化銦與氫氧化銦與硒化銦之混合物(In(O,OH,Se))、氫氧化銦(In(OH)3
)、鋅銦硒(ZnInSe)、二氧化錫(SnO)或二硫化錫(SnS2
),或其它緩衝材料,或上述材料之組合。
如第5圖所示,隨後於緩衝層18上形成一透明導電層20。在本實施例中,透明導電層20可為各式導電性佳之透明導電材料,例如未摻雜之氧化鋅(i-ZnO)、氧化鋁鋅(AZO)、或其它透明導電材料,或上述材料之組合。
如第6圖所示,接著圖案化透明導電層20,以形成複數個第二電極22。在本實施例中,圖案化透明導電層20的步驟較佳可利用機械切割製程或雷射切割製程加以實現,且可利用機械切割製程或雷射切割製程一併切割緩衝層18與光吸收圖案16,藉此形成複數個串聯的太陽能薄膜電池單元24。本發明之方法不以此為限,例如亦可利用黃光微影技術圖案化透明導電層20以形成第二電極22,並利用第二電極22作為遮罩進一步以蝕刻方式去除未被第二電極22覆蓋之緩衝層18與光吸收圖案16,藉此形成串聯的太陽能薄膜電池單元24。
請參考第7圖至第12圖。第7圖至第12圖繪示了本發明之第二較佳實施例製作太陽能薄膜電池之方法示意圖。如第7圖所示,首先提供一基板30。基板30可為塑膠基板、玻璃基板或其它各式材質構成的基板。隨後於基板30上形成一導電層32。導電層32可為各式導電性佳之材料,如金屬材料或透明導電材料。在本實施例中,太陽能薄膜電池的照光面為第7圖之上方,因此導電層32係選用具有導電與反射雙重特性的金屬材料,例如鉬金屬,但不以此為限。
如第8圖所示,接著對導電層32進行圖案化,以於基板30上形成複數個第一電極34。在本實施例中,圖案化第一電極34的步驟較佳可利用雷射切割製程加以實現,但不以此為限,例如亦可利用機械切割製程或黃光微影技術加以實現。
如第9圖所示,隨後進行一印刷製程,將一光吸收材料印刷於基板30與第一電極34上,以形成複數個光吸收圖案36以及複數個未與光吸收圖案36連接之間隔結構37。各光吸收圖案36分別對應第一電極34,且各光吸收圖案36曝露出部分對應之第一電極34。精確地說,各光吸收圖案36大體上部分覆蓋於對應之兩相鄰第一電極34,並部分曝露出兩相鄰第一電極34,且完全覆蓋兩相鄰第一電極34之間的基板30。另外,各間隔結構37係位於相鄰之光吸收圖案36之間的第一電極34上且未與光吸收圖案36連接。本發明之印刷製程可為噴墨印刷製程、網版印刷製程或其它型式的印刷製程。在本實施例中,光吸收材料包括以溶液為基礎之光吸收材料,但不以此為限。舉例而言,光吸收材料可包括例如I B-III A-VI A族化合物半導體、II B-VI A族化合物半導體或其它光吸收材料。若選用I B-III A-VI A族化合物半導體,則其可包括例如銅銦鎵硒(CIGS)、銅銦硒(CIS)、銅銦鎵硫硒(CIGSSe)或銅鎵硒(CGS)、或其它I B-III A-VI A族化合物半導體、或上述材料之組合;若選用II B-VI A族化合物半導體,則其可包括例如碲化鎘(CdTe)、或其它II B-VI A族化合物半導體、或上述材料之組合。
如第10圖所示,接著於光吸收圖案36與間隔結構37上形成一緩衝層38,其中緩衝層38覆蓋光吸收圖案36以及間隔結構37,且緩衝層38與光吸收圖案36以及間隔結構37所曝露出之第一電極34相接觸而電性連接。緩衝層38之材質可包括例如硫化鎘(CdS)、硫化鋅(ZnS)、Zn(O,OH,S)、三硫化二銦(In2
S3
)、包含氧化銦與氫氧化銦與硫化銦之混合物(In(O,OH,S))、氧化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)、包含氧化鋅與氫氧化鋅與硫化鋅之混合物(Zn(O,OH,S))、鋅錳氧化物(ZnMgO)、三硒化二銦(In2
Se3
)、包含氧化銦與氫氧化銦與硒化銦之混合物(In(O,OH,Se))、氫氧化銦(In(OH)3
)、鋅銦硒(ZnInSe)、二氧化錫(SnO)或二硫化錫(SnS2
),或其它緩衝材料,或上述材料之組合。
如第11圖所示,隨後於緩衝層38上形成一透明導電層40。在本實施例中,透明導電層40可為各式導電性佳之透明導電材料,例如未摻雜之氧化鋅、氧化鋁鋅、或其它透明導電材料,或上述材料之組合。
如第12圖所示,接著圖案化透明導電層40,以形成複數個第二電極42。在本實施例中,藉由於相鄰之光吸收圖案36之間設置未與光吸收圖案36連接之間隔結構37,本實施例之方法不需去除未被第二電極42覆蓋之緩衝層38與光吸收圖案36,而在圖案化透明導電層40之後即可形成複數個串聯的太陽能薄膜電池單元44。由於本實施例之方法僅需圖案化透明導電層40後即可形成複數個串聯的太陽能薄膜電池單元44,因此可簡化製程,且圖案化透明導電層40的步驟較佳可利用雷射切割製程加以實現,但不以此為限。若基於其它考量,圖案化透明導電層40的步驟亦可利用機械切割製程或黃光微影技術等製程加以實現。
請參考第13圖至第18圖。第13圖至第18圖繪示了本發明之第三較佳實施例製作太陽能薄膜電池之方法示意圖。如第13圖所示,首先提供一基板50。基板50可為塑膠基板、玻璃基板或其它各式材質構成的基板。隨後於基板50上形成一透明導電層52。在本實施例中,太陽能薄膜電池的照光面為第13圖之下方,因此透明導電層52可為各式導電性佳之透明導電材料,例如未摻雜之氧化鋅、氧化鋁鋅、或其它透明導電材料,或上述材料之組合,但不以此為限。
如第14圖所示,接著對導電層52進行圖案化,以於基板50上形成複數個第一電極54。在本實施例中,圖案化第一電極54的步驟較佳可利用雷射切割製程加以實現,但不以此為限,例如亦可利用機械切割製程或黃光微影技術加以實現。
如第15圖所示,隨後進行一印刷製程,將一光吸收材料印刷於基板50與第一電極54上,以形成複數個光吸收圖案56,其中各光吸收圖案56大體上分別對應第一電極54,且各光吸收圖案56曝露出部分對應之第一電極54。精確地說,各光吸收圖案56大體上部分覆蓋於對應之兩相鄰第一電極54,並部分曝露出對應之兩相鄰第一電極54,且完全覆蓋兩相鄰第一電極54之間的基板50。本發明之印刷製程可為噴墨印刷製程、網版印刷製程或其它型式的印刷製程。在本實施例中,光吸收材料包括以溶液為基礎之光吸收材料,但不以此為限。舉例而言,光吸收材料可包括非晶矽,或其它半導體材料。在使用非晶矽作為光吸收材料的狀況下,本實施例之方法可藉由例如擴散方式於光吸收層內形成P-I-N結構,故不需另行製作緩衝層。
如第16圖所示,接著於光吸收圖案56上形成另一透明導電層58。透明導電層58可為各式導電性佳之透明導電材料,例如未摻雜之氧化鋅、氧化鋁鋅、或其它透明導電材料,或上述材料之組合。
如第17圖所示,隨後於透明導電層58上形成一非透明導電層60。非透明導電層60具有導電與反射的雙重特性,其材料可包括例如鋁金屬,或其它具有導電性佳與高反射性的非透明導電材料。
如第18圖所示,接著圖案化非透明導電層60與透明導電層58,以形成複數個第二電極62。在本實施例中,圖案化非透明導電層60與透明導電層58的步驟較佳可利用機械切割製程或雷射切割製程加以實現,且可利用機械切割製程或雷射切割製程一併切割光吸收圖案56,藉此形成複數個串聯的太陽能薄膜電池單元64。本發明之方法不以此為限,例如亦可利用黃光微影技術圖案化非透明導電層60與透明導電層58,並進一步蝕刻未被第二電極62覆蓋之光吸收圖案56,藉此形成串聯的太陽能薄膜電池單元64。
綜上所述,本發明之製作太陽能薄膜電池之方法利用印刷製程形成光吸收圖案,故相較於習知技術使用黃光微影技術形成光吸收圖案的方式,可大幅節省製作成本與製程複雜度,有助於太陽能薄膜電池的發展。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10...基板
12...導電層
14...第一電極
16...光吸收圖案
18...緩衝層
20...透明導電層
22...第二電極
24...太陽能薄膜電池單元
30...基板
32...導電層
34...第一電極
36...光吸收圖案
37...間隔結構
38...緩衝層
40...透明導電層
42...第二電極
44...太陽能薄膜電池單元
50...基板
52...透明導電層
54...第一電極
56...光吸收圖案
58...透明導電層
60...非透明導電層
62...第二電極
64...太陽能薄膜電池單元
第1圖至第6圖繪示了本發明之第一較佳實施例製作太陽能薄膜電池之方法示意圖。
第7圖至第12圖繪示了本發明之第二較佳實施例製作太陽能薄膜電池之方法示意圖。
第13圖至第18圖繪示了本發明之第三較佳實施例製作太陽能薄膜電池之方法示意圖。
30...基板
34...第一電極
36...光吸收圖案
37...間隔結構
38...緩衝層
42...第二電極
44...太陽能薄膜電池單元
Claims (18)
- 一種製作太陽能薄膜電池之方法,包括:提供一基板;於該基板上形成複數個第一電極;進行一印刷製程,將一光吸收材料印刷於該基板與該等第一電極上,以形成複數個光吸收圖案,以及形成複數個間隔結構於該等第一電極上,其中各該光吸收圖案分別對應兩相鄰之該等第一電極,且各該光吸收圖案部分覆蓋對應之兩相鄰之該等第一電極,並部分曝露出對應之兩相鄰之該等第一電極;以及於該等光吸收圖案上形成複數個第二電極。
- 如請求項1所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該印刷製程包括一噴墨印刷製程。
- 如請求項1所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該印刷製程包括一網版印刷製程。
- 如請求項1所述之製作太陽能薄膜電池之方法,另包括於形成該等第二電極之前,形成一緩衝層於該等光吸收圖案上,且該緩衝層與該等光吸收圖案曝露出之該等第一電極電性連接。
- 如請求項4所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中形成該等第 二電極之步驟包括:於該緩衝層上形成一透明導電層;以及圖案化該透明導電層、該緩衝層以及該等光吸收圖案以形成該等第二電極。
- 如請求項4所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中各該間隔結構係位於相鄰之該等光吸收圖案之間且未與該等光吸收圖案連接。
- 如請求項6所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該緩衝層另覆蓋於該等間隔結構上。
- 如請求項7所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該形成該等第二電極之步驟包括:於該緩衝層上形成一透明導電層;以及圖案化該透明導電層以形成該等第二電極。
- 如請求項8所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該圖案化該透明導電層之步驟包括進行一雷射切割製程以圖案化該透明導電層。
- 如請求項4所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該形成該等第一電極之步驟包括: 於該基板上形成一不透明導電層;以及圖案化該不透明導電層以形成該等第一電極。
- 如請求項4所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該光吸收材料包括一I B-III A-VI A族(一三六族)化合物半導體或一II B-VI A族(二六族)化合物半導體。
- 如請求項11所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該I B-III A-VI A族化合物半導體包括銅銦鎵硒(CIGS)、銅銦硒(CIS)、銅銦鎵硫硒(CIGSSe)或銅鎵硒(CGS)。
- 如請求項11所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該II B-VI A族化合物半導體包括碲化鎘(CdTe)。
- 如請求項1所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該形成該等第一電極之步驟包括:於該基板上形成一透明導電層;以及圖案化該透明導電層以形成該等第一電極。
- 如請求項14所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該形成該等第二電極之步驟包括:於該光吸收圖案與該光吸收圖案曝露出之該等第一電極上依序形成另一透明導電層與一非透明導電層;以及 圖案化該非透明導電層與該另一透明導電層,以形成該等第二電極。
- 如請求項14所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該光吸收材料包括非晶矽。
- 如請求項1所述之製作太陽能薄膜電池之方法,其中該光吸收材料包括以溶液為基礎(solution-based)之光吸收材料。
- 一種太陽能薄膜電池,包括:一基板;複數個第一電極,設置於該基板上;複數個光吸收圖案,設置於該基板與該等第一電極上,其中各該光吸收圖案分別對應兩相鄰之該等第一電極,且各該光吸收圖案部分覆蓋對應之兩相鄰之該等第一電極,並部分曝露出對應之兩相鄰之該等第一電極;複數個間隔結構,分別設置於各該第一電極上;一緩衝層,設置於該等光吸收圖案上,且該緩衝層與該等光吸收圖案曝露出之該等第一電極電性連接,其中該緩衝層覆蓋該等間隔結構;以及複數個第二電極,設置於該緩衝層上。
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---|---|---|---|---|
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KR101765987B1 (ko) * | 2014-01-22 | 2017-08-08 | 한양대학교 산학협력단 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
JP7058460B2 (ja) * | 2016-06-30 | 2022-04-22 | ソーラーフロンティア株式会社 | 光電変換モジュール |
CN109786481B (zh) * | 2019-01-10 | 2020-11-17 | 成都中建材光电材料有限公司 | 一种CdTe薄膜太阳能电池组件及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050076945A1 (en) * | 2003-10-10 | 2005-04-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar battery and manufacturing method thereof |
US20070131272A1 (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-14 | Korea Advanced Institute Of Science & Technology | See-through-type integrated thin-film solar cell, method of manufacturing the same and method of electrically series connecting unit cells thereof |
US20080156372A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Industrial Technology Research Institute | Thin film solar cell module of see-through type and method of fabricating the same |
TW200906897A (en) * | 2007-07-13 | 2009-02-16 | Air Prod & Chem | Selenium containing electrically conductive polymers and method of making electrically conductive polymers |
TW200924211A (en) * | 2007-09-19 | 2009-06-01 | Jusung Eng Co Ltd | Thin film type solar cell and method for manufacturing the same |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7663057B2 (en) | 2004-02-19 | 2010-02-16 | Nanosolar, Inc. | Solution-based fabrication of photovoltaic cell |
JP4703350B2 (ja) | 2005-10-13 | 2011-06-15 | 本田技研工業株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
US20070227578A1 (en) | 2006-03-31 | 2007-10-04 | Applied Materials, Inc. | Method for patterning a photovoltaic device comprising CIGS material using an etch process |
TW200847451A (en) | 2007-05-23 | 2008-12-01 | E Heng Technology Co Ltd | A mask device for thin-film solar cell coating and the method of using the mask |
US20100078064A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | Thinsilicion Corporation | Monolithically-integrated solar module |
KR20100070753A (ko) * | 2008-12-18 | 2010-06-28 | 삼성전자주식회사 | 광기전력 변환 소자의 제조 방법 |
KR20100088471A (ko) * | 2009-01-30 | 2010-08-09 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막 태양전지의 제조방법 |
CN101504960B (zh) | 2009-03-16 | 2010-06-02 | 温州竞日光伏科技有限公司 | 一种多晶硅太阳能电池制作方法 |
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-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050076945A1 (en) * | 2003-10-10 | 2005-04-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar battery and manufacturing method thereof |
US20070131272A1 (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-14 | Korea Advanced Institute Of Science & Technology | See-through-type integrated thin-film solar cell, method of manufacturing the same and method of electrically series connecting unit cells thereof |
US20080156372A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Industrial Technology Research Institute | Thin film solar cell module of see-through type and method of fabricating the same |
TW200906897A (en) * | 2007-07-13 | 2009-02-16 | Air Prod & Chem | Selenium containing electrically conductive polymers and method of making electrically conductive polymers |
TW200924211A (en) * | 2007-09-19 | 2009-06-01 | Jusung Eng Co Ltd | Thin film type solar cell and method for manufacturing the same |
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