TWI429094B - 薄膜型太陽能電池及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種薄膜型太陽能電池，特別係關於一種具有複數個串列連接之單元電池(unit cell)之薄膜型太陽能電池。
具有半導體特性之太陽能電池係轉換光能為電能。
關於習知技術之太陽能電池之構造及原理將簡要說明如下。太陽能電池係形成於一PN結(junction)結構中，其中在PN結之結構中，P(正)型半導體與N(負)型半導體構成一接合部。當太陽光入射至具有PN結結構之太陽能電池上時，由於太陽光之能量，電洞(+)與電子(-)係產生於半導體中。透過產生於PN結區域內之電場，電洞(+)向P型半導體漂浮，並且電子(-)向N型半導體漂浮，由此因電勢的出現而產生電功率。
太陽能電池主要可以分為晶圓型太陽能電池和薄膜型太陽能電池。
晶圓型太陽能電池係使用由半導體材料，例如矽製造之晶圓。同時，薄膜型太陽能電池係透過在玻璃基板上形成薄膜型半導體而製成。
關於效率，晶圓型太陽能電池係好於薄膜型太陽能電池。然而，如果是晶圓型太陽能電池，由於製程實施的困難，則其難於實現較小的厚度。此外，晶圓型太陽能電池係使用昂貴的半導體基板，由此增加了其製造成本。
即使薄膜型太陽能電池在效率上差於晶圓型太陽能電池，但是薄膜型太陽能電池具有諸如能夠實現較薄外形以及使用低價格材料之優點。因此，薄膜型太陽能電池適於大量生產。
薄膜型太陽能電池透過以下順序步驟製造：包括形成一前電極於一玻璃基板上，形成一半導體層於前電極上，以及形成一後電極於半導體層上。這種情況下，由於前電極係對應於一光線入射面，因此前電極由透明材料，例如氧化鋅(ZnO)製成。隨著基板尺寸的增大，由於透明導電層的電阻而導致功率損失的增加。
因此，目前已提出了一種用於最大程度地減小功率損失的方法，在此方法中薄膜型太陽能電池係劃分為複數個串列連接之單元電池。此方法能夠最大程度地減小由透明導電材料之電阻導致的功率損失。
下文中，將結合「第1A圖」至「第1G圖」對習知技術之具有複數個串列連接之單元電池之薄膜型太陽能電池之製造方法說明如下。
「第1A圖」至「第1G圖」繪示了習知技術之製造具有複數個串列連接之單元電池之薄膜型太陽能電池之方法剖視圖。
首先，如「第1A圖」所示，一前電極層20a係形成於一基板10上，其中前電極層20a由例如氧化鋅(ZnO)之透明導電材料製成。
如「第1B圖」所示，透過圖案化前電極層20a係形成複數個前電極20，其中透過插入它們之間的各個第一分隔部21，係提供具有固定之間距之複數個前電極20。
如「第1C圖」所示，一半導體層30a係形成於包含前電極20之基板10之整個表面上。
如「第1D圖」所示，透過圖案化半導體層30a，係形成複數個半導體層30，其中透過插入它們之間的每個接觸部35，複數個半導體層30係具有固定之間距。
如「第1E圖」顯示，一後電極層50a係形成於基板10之整個表面上。
如「第1F圖」顯示，透過圖案化後電極層50a，係形成複數個後電極50，其中透過在它們之間插入每個第二分隔部51，複數個後電極50係具有固定之間距。當圖案化後電極層50a時，位於後電極層50a下方之半導體層30被一起圖案化。
如「第1G圖」所示，透過圖案化最外側的前電極20、最外側的半導體層30以及最外側的後電極50係形成一隔離部55，由此完成薄膜型太陽能電池之製造過程。
在整個薄膜型太陽能電池之模製程中，一預定收容器與薄膜型太陽能電池連接。這時，最外側之隔離部55係防止收容器與薄膜型太陽能電池之間出現短路。
為了形成隔離部55，需要執行一雷射劃線(laser-scribing)製程。這種情況下，如「第1G圖」左邊之最外側部中顯示，如果前電極20和後電極50被完全除去，則沒有任何問題。然而，如「第1G圖」右邊最外側部中顯示，如果前電極20和後電極50沒有被完全除去，透過雷射光束，剩余的前電極20和後電極50則可能部分熔化並互相結合。如果熔化的前電極20與後電極50互相結合，其中則可能出現短路(short)，進而對應的單元電池則不能夠執行電池功能。
因此鑒於以上的問題，本發明的旨在提供一種薄膜型太陽能電池及其製造方法，藉以能夠解決習知技術的一個或多個問題。
因此，本發明一方面提供了一種薄膜型太陽能電池及其製造方法，以能夠防止短路出現在單元電池中，即使在形成薄膜型太陽能電池最外側部之分隔元件之製程中前電極與後電極互相結合。
為達上述目的及其他優點，本發明提供之薄膜型太陽能電池係包含：一基板、複數個前電極、複數個半導體層以及複數個後電極。複數個前電極係形成於基板上，其中透過在前電極之間插入各個第一分隔部而以固定間距提供複數個前電極；複數個半導體層係形成於前電極上，其中透過在複數個半導體層之間插入各個接觸部而以固定間距提供此複數個半導體層；複數個後電極透過接觸部與前電極連接，其中透過在複數個後電極之間插入各個第二分隔部而以固定間距提供複數個後電極，其中一主隔離部係形成於複數個前電極、複數個半導體層以及複數個後電極中之最外側前電極、最外側半導體層及最外側後電極中，其中一輔助隔離部係形成於最外側前電極與最外側後電極至少其中一個中，其中輔助隔離部係位於主隔離部之內部。
這時，輔助隔離部係包含形成於最外側前電極中之第一輔助隔離部。
並且，輔助隔離部係包含形成於最外側後電極中之第二輔助隔離部。
並且，輔助隔離部係包含形成於該最外側前電極中之第一輔助隔離部以及形成於該最外側後電極中之第二輔助隔離部。
第二輔助隔離部係額外形成於該最外側半導體層中。
第二輔助隔離部係形成於該第一輔助隔離部與該主隔離部之間。
此外，薄膜型太陽能電池更包含形成於該半導體層與該後電極之間的透明導電層，其中該透明導電層與該半導體層係具有相同之圖案。
依照本發明的另一方面，本發明提供了一種薄膜型太陽能電池之製造方法，係包含以下步驟：形成複數個前電極於一基板上，並形成一輔助隔離部於該複數個前電極之最外側前電極中，其中透過在該複數個前電極之間插入各個第一分隔部而以固定間距提供該複數個前電極；形成複數個半導體層於該前電極上，其中透過在該複數個半導體層之間插入各個接觸部而以固定間距提供該複數個半導體層；形成複數個後電極，並透過在該複數個後電極之間插入各個第二分隔部而以固定間距提供該複數個後電極，其中該複數個後電極係透過該接觸部與該前電極連接；以及形成一主隔離部於該複數個前電極、該複數個半導體層以及該複數個後電極中之最外側前電極、最外側半導體層及最外側後電極中。
依照本發明的再一方面，本發明提供了一種薄膜型太陽能電池之製造方法，係包含以下步驟：形成複數個前電極於一基板上，其中透過在該複數個前電極之間插入各個第一分隔部而以固定間距提供該複數個前電極；形成複數個半導體層於該前電極上，其中透過在該複數個半導體層之間插入各個接觸部而以固定間距提供該複數個半導體層；形成複數個後電極，並透過在該複數個後電極之間插入各個第二分隔部而以固定間距提供該複數個後電極，其中該複數個後電極係透過該接觸部與該前電極連接；形成一輔助隔離部於該複數個後電極之最外側後電極中；以及形成一主隔離部於該複數個前電極、該複數個半導體層以及該複數個後電極中之最外側前電極、最外側半導體層及最外側後電極中。
依照本發明的又一方面，本發明提供了一種薄膜型太陽能電池之製造方法，係包含以下步驟：形成複數個前電極於一基板上，並形成一第一輔助隔離部於該複數個前電極之最外側前電極中，其中透過在該複數個前電極之間插入各個第一分隔部而以固定間距提供該複數個前電極；形成複數個半導體層於該前電極上，其中透過在該複數個半導體層之間插入各個接觸部而以固定間距提供該複數個半導體層；形成複數個後電極，並透過在該複數個後電極之間插入各個第二分隔部而以固定間距提供該複數個後電極，其中該複數個後電極係透過該接觸部與該前電極連接；形成一第二輔助隔離部於該複數個後電極之最外側後電極中；以及形成一主隔離部於該複數個前電極、該複數個半導體層以及該複數個後電極中之最外側前電極、最外側半導體層及最外側後電極中。
這時，輔助隔離部係形成於該主隔離部之內部。
在形成該輔助隔離部於該最外側後電極之步驟中，該輔助隔離部額外形成於該最外側半導體層中。
在形成該第二輔助隔離部於該最外側後電極之步驟中，該第二輔助隔離部係額外形成於該最外側半導體層中。
第二輔助隔離部係形成於該第一輔助隔離部與該主隔離部之間。
此外，此方法還包含在該半導體層與該後電極之間形成一透明導電層之步驟，其中該透明導電層與該半導體層係具有相同的圖案。
並且，該形成該輔助隔離部於該最外側後電極之步驟係執行於該形成該主隔離部之步驟之後。
依照本發明之薄膜型太陽能電池及其製造方法，具有以下優點：如果一第一輔助隔離部220形成於最外側前電極200中，或者一第二輔助隔離部520形成於最外側後電極500中，則能夠防止在整個單元電池中出現短路，即使在形成主隔離部550之過程中最外側之前電極200與後電極500互相連接。
當第一輔助隔離部220形成於最外側前電極200中，並且者第二輔助隔離部520形成於最外側後電極500中時，最外側之前電極200能夠很好地與最外側後電極500分隔。因此，即使在形成主隔離部550之過程中最外側之前電極200與後電極500互相連接，也能夠防止在整個單元電池中出現短路，並進而防止電阻的增加。
有關本發明的特徵與實作，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。任何可能的情況下，相同的參考數字在整個圖式中將用於表示相同或相似之元件。
下文中，將結合圖式對本發明之薄膜型太陽能電池及其製造方法進行說明。
「第2圖」為本發明第一實施例之薄膜型太陽能電池之剖視圖。
如「第2圖」所示，本發明第一實施例之薄膜型太陽能電池包含一基板100、一前電極200、一半導體層300、一透明導電層400以及一後電極500。
基板100可以由玻璃或透明塑料形成。
複數個前電極200係形成於基板100上，其中透過插入它們之間的每個第一分隔部210，提供之複數個前電極200係具有固定之間距。這時，一第一輔助隔離部220與一主隔離部550係形成於複數個前電極200中的最外側前電極200中。
第一分隔部210將薄膜型太陽能電池劃分為複數個單元電池。在整個薄膜型太陽能電池之模製程中，當一預定收容器與薄膜型太陽能電池連接時，主隔離部550係防止在收容器與薄膜型太陽能電池之間出現短路。第一輔助隔離部220係位於主隔離部550內部。因此，即使最外側之前電極200與後電極500在形成主隔離部550之過程中互相連接，第一輔助隔離部220也會防止單元電池中出現短路。當最外側之前、後電極200與500在主隔離部550中互相結合時，短路可能出現在對應的單元電池中。本發明第一實施例之薄膜型太陽能電池額外包含位於最外側前電極200中之第一輔助隔離部220，因此能夠防止整個單元電池中出現短路。
前電極200可以由透明導電材料形成，例如氧化鋅(ZnO)、氧化鋅：硼(ZnO:B)、氧化鋅：鋁(ZnO:Al)、氧化鋅：氫(ZnO:H)、氧化錫(SnO2)、氧化錫：氟(SnO2:F)或者氧化銦錫(ITO)。前電極200係對應於太陽光線之入射面。在這方面，對於前電極200重要的是以最少的損失將太陽光傳輸至太陽能電池內部。為此，前電極200可以具有一不均勻表面。
複數個半導體層300係形成於前電極200上，其中透過在它們之間插入每個接觸部350及第二分隔部510，複數個半導體層300具有固定的間距。這時，主隔離部550係形成複數個半導體層300中最外側之半導體層300中。
接觸部350將前電極200與後電極500電性連接，第二分隔部510劃分薄膜型太陽能電池為複數個單元電池。如上文所述，主隔離部550係防止收容器與薄膜型太陽能電池之間出現短路。
半導體層300可以由矽基半導體材料，例如非晶矽或者微晶矽形成。半導體層300係形成於一PIN結構中，此結構中一P型半導體層、一I型半導體層以及一N型半導體層係依次沉積。在具有PIN結構之半導體層300中，透過P型半導體層與N型半導體層，在I型半導體層中產生損耗，由此出現電場。因此，由太陽光線產生之電子和電洞係透過電場漂浮，並且漂浮電子和電洞聚集於P型半導體層及N型半導體層中。如果形成具有PIN結構之半導體層300，則最好首先形成P型半導體層，然後在其上形成I型半導體層及N型半導體層。這是因為電洞之漂浮遷移率(mobility)係小於電子之漂浮遷移率。為了最大程度地增加入射光線之聚集效率，P型半導體層係提供與光線入射面接近。
透明導電層400係由例如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al或者銀(Ag)之透明導電材料形成。透明導電層400形成於半導體層300上，其中透明導電層400之圖案係與半導體層300相同。即，透過之間插入接觸部350及第二分隔部510，提供之複數個透明導電層400具有固定之間距。這時，主隔離部550係形成於複數個透明導電層400中的最外側透明導電層400中。
透明導電層400可以省略。但是，最好是形成透明導電層400以改善太陽能電池之效率。即，如果形成透明導電層400，太陽光線穿過半導體層300，並且然後穿過透明導電層400。這種情況下，穿過透明導電層400之太陽光線以不同的角度散射。由此，太陽光線反射至後電極500上，進而引起半導體層300上之太陽光線再入射的增加。
後電極500係透過接觸部350與前電極200電性連接，其中透過在複數個後電極500之間插入第二分隔部510，複數個後電極500以固定間距提供。這時，主隔離部550係形成於複數個後電極500之最外側後電極500中。後電極500可以由以下金屬材料形成，例如Ag、Al、Ag+Al、Ag+Mg、Ag+Mn、Ag+Sb、Ag+Zn、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cu或者Ag+Al+Zn。
下面，將說明本發明第二及第三實施例之薄膜型太陽能電池如下，其中將省略與本發明第一實施例相同或相似元件之詳細說明。
「第3圖」為本發明第二實施例之薄膜型太陽能電池之剖視圖。除了以一第二輔助隔離部520形成最外側後電極500中，來代替形成第一輔助隔離部220於最外側前電極200中之外，本發明第二實施例之薄膜型太陽能電池與本發明第一實施例之薄膜型太陽能電池係具有相同之結構。
如「第3圖」繪示，本發明第二實施例之薄膜型太陽能電池包含一基板100、一前電極200、一半導體層300、一透明導電層400以及一後電極500。
複數個前電極200係形成於基板100上，其中透過插入它們之間的每個第一分隔部210，進而以固定之間距提供複數個前電極200。這時，一主隔離部550係形成於複數個前電極200之最外側前電極200中。
複數個半導體層300係形成於前電極200上，其中透過在它們之間插入每個接觸部350及第二分隔部510，複數個半導體層300係以固定的間距提供。這時，第二輔助隔離部520與主隔離部550係形成複數個半導體層300中最外側之半導體層300中，其中第二輔助隔離部520係位於主隔離部550內部。當在最外側後電極500中形成第二輔助隔離部520時，第二輔助隔離部520也形成於最外側半導體層300中。
透明導電層400形成於半導體層300上，其中透明導電層400之圖案係與半導體層300相同。即，透過之間插入接觸部350及第二分隔部510，係以固定之間距提供複數個透明導電層400。這時，第二輔助隔離部520與主隔離部550係形成於複數個透明導電層400中的最外側透明導電層400中。
後電極500係透過接觸部350與前電極200電性連接，透過在複數個後電極500之間插入第二分隔部510，複數個後電極500以固定間距提供。這時，第二輔助隔離部520與主隔離部550係形成於複數個後電極500之最外側後電極500中，其中第二輔助隔離部520位於主隔離部550內部。
因此，即使最外側之前電極200與後電極500在形成主隔離部550之過程中互相連接，第二輔助隔離部520也會防止對應單元電池中出現短路。當最外側之前電極200與後電極500在主隔離部550中互相結合時，短路可能出現在對應的單元電池中。然而，由於本發明第二實施例之薄膜型太陽能電池額外包含位於最外側後電極500中之第二輔助隔離部520，因此能夠防止整個單元電池中出現短路。
「第4圖」為本發明第三實施例之薄膜型太陽能電池之剖視圖。除了第一輔助隔離部220與第二輔助隔離部520分別形成最外側前電極200和後電極500中之外，本發明第三實施例之薄膜型太陽能電池與本發明第一實施例之薄膜型太陽能電池係具有相同之結構。
如「第4圖」繪示，本發明第三實施例之薄膜型太陽能電池包含一基板100、一前電極200、一半導體層300、一透明導電層400以及一後電極500。
複數個前電極200係形成於基板100上，其中透過在它們之間插入每個第一分隔部210，進而以固定之間距提供複數個前電極200。這時，第一輔助隔離部220與一主隔離部550係形成於複數個前電極200中的最外側前電極200中。
複數個半導體層300係形成於前電極200上，其中透過在它們之間插入每個接觸部350及第二分隔部510，複數個半導體層300係以固定的間距提供。這時，第二輔助隔離部520與主隔離部550係形成複數個半導體層300中最外側之半導體層300中。第二輔助隔離部520可以形成於第一輔助隔離部220與主隔離部550之間。
透明導電層400係形成於半導體層300上，其中透明導電層400之圖案係與半導體層300相同。即，透過之間插入接觸部350及第二分隔部510，係以固定之間距提供複數個透明導電層400。這時，第二輔助隔離部520與主隔離部550係形成於複數個透明導電層400中的最外側透明導電層400中。
後電極500係透過接觸部350與前電極200電性連接，透過在複數個後電極500之間插入第二分隔部510，複數個後電極500以固定間距提供。這時，第二輔助隔離部520與主隔離部550係形成於複數個後電極500之最外側後電極500中。
在上文提到的本發明第一實施例中，第一輔助隔離部220係形成於最外側前電極200中，因此，能夠防止整個單元電池中出現短路，即使最外側之前電極200與後電極500在形成主隔離部550之過程中互相連接。在上文提到的本發明第二實施例中，第二輔助隔離部520係形成於最外側後電極500中，因此能夠防止在整個單元電池中出現短路，即使最外側之前電極200與後電極500在形成主隔離部550之過程中互相連接。
在本發明之第一實施例與第二實施例中，即使最外側之前電極200與後電極500在形成主隔離部550之過程中互相連接，也能夠防止整個單元電池中出現短路。但是，由於最外側單元電池中之前電極200與後電極500可能互相電性連接，因此單元電池內之電阻增加。因此，本發明第三實施例之薄膜型太陽能電池既包含位於最外側前電極200中之第一輔助隔離部220，又包含位於最外側後電極500中之第二輔助隔離部520，進而很好地隔離最外側之前電極200與最外側之後電極500，由此防治整個單元電池中出現短路，並防止阻抗的增加。
「第5A圖」至「第5G圖」為顯示本發明第一實施例之薄膜型太陽能電池製造方法之剖視圖。
首先，如「第5A圖」所示，一前電極層200a係形成於一基板100上。
基板100可以由玻璃或者透明塑料形成。
透過濺鍍或者金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)，前電極200a可以由透明導電材料形成，例如氧化鋅(ZnO)、氧化鋅：硼(ZnO:B)、氧化鋅：鋁(ZnO:Al)、氧化鋅：氫(ZnO:H)、氧化錫(SnO2)、氧化錫：氟(SnO2:F)或者氧化銦錫(ITO)。
前電極200a係對應於太陽光線之入射面。在這方面，對於前電極200a重要的是以最少的損失將太陽光傳輸至太陽能電池內部。為此，一紋理製程額外地施加於前電極層200a。
前電透過此紋理製程，材料層表面係提供有一不均勻表面。即，透過使用光刻之蝕刻製程、使用化學溶液之非等向性蝕刻製程或者機械劃線(scribing)製程，提供一紋理結構。如果紋理製程執行於前電極層200a上，由於太陽光線的散射，則太陽能電池上之太陽光反射率減小，並且太陽能電池上之太陽光吸收率增加，進而改善太陽能電池之效率。
如「第5B圖」所示，透過圖案化前電極層200a係形成複數個前電極200，其中透過在複數個前電極200之間插入各個第一分隔部210，複數個前電極200係以固定間距提供。當圖案化前電極層200a時，一第一輔助隔離部220係形成於複數個前電極200中的最外側前電極200中。
第一分隔部210與第一輔助隔離部220可以透過雷射劃線製程形成。
同時，如「第5A圖」及「第5B圖」顯示，在形成前電極層200a於基板100之整個表面之後，透過執行一簡單方法，例如絲網印刷方法、噴墨印刷方法、凹版印刷方法或者微接觸印刷方法，來代替對前電極層200a實施之雷射劃線製程，可以將包含有第一分隔部210與第一輔助隔離部220之複數個前電極200直接形成於基板100上。
如果采用絲網印刷方法，材料係透過使用擠壓裝置而被轉移至預定部位。噴墨印刷方法係使用噴墨裝置將材料噴射至預定部位，進而在上面形成預定圖案。如果采用凹版印刷方法，材料則涂覆於一凹版印板上，並且接著涂覆材料被轉移至預定部位，進而在預定部位上形成預定圖案。微接觸印刷方法係使用預定模子在預定部位上形成材料之預定圖案。
如果透過絲網印刷方法、噴墨印刷方法、凹版印刷方法或者微接觸印刷方法形成前電極200，則相比雷射劃線製程可以更少地擔心對基板的污染，並且不需要清洗製程來防止基板之污染。
如「第5C圖」所示，一半導體層300a與一透明導電層400a係依次形成於包含有前電極200之基板100上。
半導體層300a可以利用電漿化學氣相沉積(CVD)方法並由矽基半導體材料形成，半導體層300a可以形成一PIN結構，即此結構依次沉積有P型半導體層、I型半導體層及N型半導體層。
透明導電層400a可以透過濺鍍或者金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)並由透明導電材料形成，例如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al或者Ag。
透明導電層400a可以省略。但是，最好是形成透明導電層400a以改善太陽能電池的效率。
接著，如「第5D圖」所示，半導體層300a與透明導電層400a係同時圖案化，進而形成複數個半導體層300及複數個透明導電層400。這時，透過各個接觸部350，依次沉積之複數個半導體層300與透明導電層400係以固定間距提供。
接觸部350可以透過雷射劃線製程形成。
如「第5E圖」顯示，一後電極層500a係形成於包含透明導電層400之基板100之整個表面上，由此後電極層500a透過接觸部350而與前電極200電性連接。
後電極層500a可以透過濺鍍或者印刷製程並由例如Ag、Al、Ag+Al、Ag+Mg、Ag+Mn、Ag+Sb、Ag+Zn、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cu或者Ag+Al+Zn之金屬材料形成。
如「第5F圖」顯示，透過圖案化後電極層500a係形成複數個後電極500，其中複數個後電極500係透過插入其中的各個第二分隔部510而以固定間距提供。當圖案化後電極層500a時，第二分隔部510可以形成在位於後電極層500a下方之透明導電層400及半導體層300中。第二分隔部510可以透過雷射劃線製程形成。
如「第5G圖」所示，透過圖案化最外側之前電極200、最外側之半導體層300、最外側之透明導電層400以及最外側之後電極500而形成一主隔離部550，進而完成用於製造「第2圖」之薄膜型太陽能電池之製程。主隔離部550係位於第一輔助隔離部220之最外側。
下面，將對本發明第二及第三實施例之薄膜型太陽能電池之製造方法解釋如下，其中將省略與本發明第一實施例相同或相似元件之詳細說明。
「第6A圖」至「第6G圖」為顯示本發明第二實施例之薄膜型太陽能電池製造方法之剖視圖。
首先，如「第6A圖」所示，一前電極層200a係形成於一基板100上。
如「第6B圖」所示，透過圖案化前電極層200a係形成複數個前電極200，其中透過在複數個前電極200之間插入各個第一分隔部210，進而以固定間距提供複數個前電極200。
如「第6C圖」所示，一半導體層300a與一透明導電層400a係依次形成於包含有前電極200之基板100整個表面上。
如「第6D圖」所示，半導體層300a與透明導電層400a係同時被圖案化，進而形成複數個半導體層300及複數個透明導電層400。這時，透過各個接觸部350，依次沉積之複數個半導體層300與透明導電層400係以固定間距提供。
如「第6E圖」顯示，一後電極層500a係形成於包含透明導電層400之基板100之整個表面上，由此後電極層500a透過接觸部350而與前電極200電性連接。
如「第6F圖」顯示，透過圖案化後電極層500a係形成複數個後電極500，其中複數個後電極500係透過插入其中的各個第二分隔部510而以固定間距提供。當圖案化後電極層500a時，一第二輔助隔離部520係形成於複數個後電極500之最外側後電極500中。第二輔助隔離部520可以在執行用於形成後面的主隔離部550之製程之後形成。
當圖案化後電極500a時，第二分隔部510與第二輔助隔離部520可以形成於後電極層500a下方之透明導電層400及半導體層300中。
如「第6G圖」所示，透過圖案化最外側之前電極200、最外側之半導體層300、最外側之透明導電層400以及最外側之後電極500而形成主隔離部550，進而完成製造「第3圖」之薄膜型太陽能電池之製程。主隔離部550係位於第二輔助隔離部520之外側。
「第7A圖」至「第7G圖」為顯示本發明第三實施例之薄膜型太陽能電池製造方法之剖視圖。
如「第7A圖」所示，一前電極層200a係形成於一基板100上。
如「第7B圖」所示，透過圖案化前電極層200a係形成複數個前電極200，其中透過在複數個前電極200之間插入各個第一分隔部210，進而以固定間距提供複數個前電極200。當圖案化前電極層200a時，一第一輔助隔離部220係形成於複數個前電極200之最外側前電極200中。
如「第7C圖」所示，一半導體層300a與一透明導電層400a係依次形成於包含有前電極200之基板100整個表面上。
如「第7D圖」所示，半導體層300a與透明導電層400a係同時被圖案化，進而形成複數個半導體層300及複數個透明導電層400。這時，透過各個接觸部350，依次沉積之複數個半導體層300與透明導電層400係以固定間距提供。
如「第7E圖」顯示，一後電極層500a係形成於包含透明導電層400之基板100之整個表面上，由此後電極層500a透過接觸部350而與前電極200電性連接。
如「第7F圖」顯示，透過圖案化後電極層500a係形成複數個後電極500，其中複數個後電極500係透過插入其中的各個第二分隔部510而以固定間距提供。當圖案化後電極層500a時，一第二輔助隔離部520係形成於複數個後電極500之最外側後電極500中。第二輔助隔離部520可以在執行用於形成後面的主隔離部550之製程之後形成。
當圖案化後電極500a時，第二分隔部510與第二輔助隔離部520可以形成於後電極層500a下方之透明導電層400及半導體層300中。第二輔助隔離部520係位於第一輔助隔離部220之外側。
如「第7G圖」所示，透過圖案化最外側之前電極200、最外側之半導體層300、最外側之透明導電層400以及最外側之後電極500而形成主隔離部550，進而完成製造「第4圖」之薄膜型太陽能電池之製程。主隔離部550係位於第一輔助隔離部220與第二輔助隔離部520之外側。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．基板
20a．．．前電極層
20．．．前電極
21．．．半導體層
30．．．半導體層
35．．．接觸部
30a．．．半導體層
50a．．．後電極層
50．．．後電極
51．．．第二分隔部
55．．．隔離部
100．．．基板
200．．．前電極
200a．．．前電極層
210．．．第一分隔部
220．．．第一輔助隔離部
300．．．半導體層
300a．．．半導體層
350．．．接觸部
400．．．透明導電層
400a．．．透明導電層
500．．．後電極
500a．．．後電極層
510‧‧‧第二分隔部
520‧‧‧第二輔助隔離部
550‧‧‧主隔離部
第1A圖至第1G圖繪示了習知技術之製造具有複數個串列連接之單元電池之薄膜型太陽能電池之方法剖視圖；
第2圖為本發明第一實施例之薄膜型太陽能電池之剖視圖；
第3圖為本發明第二實施例之薄膜型太陽能電池之剖視圖；
第4圖為本發明第三實施例之薄膜型太陽能電池之剖視圖；
第5A圖至第5G圖為本發明第一實施例之薄膜型太陽能電池製造方法之剖視圖；
第6A圖至第6G圖為本發明第二實施例之薄膜型太陽能電池製造方法之剖視圖；
第7A圖至第7G圖為本發明第三實施例之薄膜型太陽能電池製造方法之剖視圖。
100．．．基板
200．．．前電極
210．．．第一分隔部
220．．．第一輔助隔離部
300．．．半導體層
350．．．接觸部
400．．．透明導電層
500．．．後電極
510．．．第二分隔部
550．．．主隔離部
Claims (16)
- 一種薄膜型太陽能電池，係包含有：一基板；複數個前電極，係形成於該基板上，其中透過在該複數個前電極之間插入各個第一分隔部而以固定間距提供該複數個前電極；複數個半導體層，係形成於該前電極上，其中透過在該複數個半導體層之間插入各個接觸部而以固定間距提供該複數個半導體層；以及複數個後電極，係透過該接觸部與該前電極連接，其中透過在該複數個後電極之間插入各個第二分隔部而以固定間距提供該複數個後電極，其中一主隔離部係形成於該複數個前電極之最外側前電極、該複數個半導體層之最外側半導體層以及該複數個後電極之最外側後電極中，其中一輔助隔離部係形成於該最外側前電極與該最外側後電極至少其中一個中，其中該輔助隔離部係位於該主隔離部之內部，其中當該最外側前電極連接該最外側後電極時，該輔助隔離部用以避免出現短路，以及其中該第一分隔部與該輔助隔離部不包含該等後電極之任意材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄膜型太陽能電池，其中該輔助隔離部係包含形成於該最外側前電極中之第一輔助隔離部。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄膜型太陽能電池，其中該輔助隔離部係包含形成於該最外側後電極中之第二輔助隔離部。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄膜型太陽能電池，其中該輔助隔離部係包含形成於該最外側前電極中之第一輔助隔離部以及形成於該最外側後電極中之第二輔助隔離部。
- 如申請專利範圍第3項或第4項所述之薄膜型太陽能電池，其中該第二輔助隔離部係額外形成於該最外側半導體層中。
- 如申請專利範圍第4項所述之薄膜型太陽能電池，其中該第二輔助隔離部係形成於該第一輔助隔離部與該主隔離部之間。
- 如申請專利範圍第1至4項任一項所述之薄膜型太陽能電池，更包含形成於該半導體層與該後電極之間的透明導電層，其中該透明導電層與該半導體層係具有相同之圖案。
- 一種薄膜型太陽能電池之製造方法，係包含以下步驟：形成複數個前電極於一基板上，並形成一輔助隔離部於該複數個前電極之最外側前電極中，其中透過在該複數個前電極之間插入各個第一分隔部而以固定間距提供該複數個前電極；形成複數個半導體層於該前電極上，其中透過在該複數個半導體層之間插入各個接觸部而以固定間距提供該複數個半導體層； 形成複數個後電極，並透過在該複數個後電極之間插入各個第二分隔部而以固定間距提供該複數個後電極，其中該複數個後電極係透過該接觸部與該前電極連接；以及形成一主隔離部於該複數個前電極之最外側前電極、該複數個半導體層之最外側半導體層以及該複數個後電極之最外側後電極中，其中當該最外側前電極連接該最外側後電極時，該輔助隔離部用以避免出現短路，以及其中該第一分隔部與該輔助隔離部不包含該等後電極之任意材料。
- 一種薄膜型太陽能電池之製造方法，係包含以下步驟：形成複數個前電極於一基板上，其中透過在該複數個前電極之間插入各個第一分隔部而以固定間距提供該複數個前電極；形成複數個半導體層於該前電極上，其中透過在該複數個半導體層之間插入各個接觸部而以固定間距提供該複數個半導體層；形成複數個後電極，並透過在該複數個後電極之間插入各個第二分隔部而以固定間距提供該複數個後電極，其中該複數個後電極係透過該接觸部與該前電極連接；形成一輔助隔離部於該複數個後電極之最外側後電極中； 以及形成一主隔離部於該複數個前電極之最外側前電極、該複數個半導體層之最外側半導體層以及該複數個後電極之最外側後電極中，其中當該最外側前電極連接該最外側後電極時，該輔助隔離部用以避免出現短路，以及其中該第一分隔部與該輔助隔離部不包含該等後電極之任意材料。
- 一種薄膜型太陽能電池之製造方法，係包含以下步驟：形成複數個前電極於一基板上，並形成一第一輔助隔離部於該複數個前電極之最外側前電極中，其中透過在該複數個前電極之間插入各個第一分隔部而以固定間距提供該複數個前電極；形成複數個半導體層於該前電極上，其中透過在該複數個半導體層之間插入各個接觸部而以固定間距提供該複數個半導體層；形成複數個後電極，並透過在該複數個後電極之間插入各個第二分隔部而以固定間距提供該複數個後電極，其中該複數個後電極係透過該接觸部與該前電極連接；形成一第二輔助隔離部於該複數個後電極之最外側後電極中；以及 形成一主隔離部於該複數個前電極之最外側前電極、該複數個半導體層之最外側半導體層以及該複數個後電極之最外側後電極中，其中當該最外側前電極連接該最外側後電極時，該第一輔助隔離部及該第二輔助隔離部用以避免出現短路，以及其中該第一分隔部與該第一輔助隔離部及該第二輔助隔離部不包含該等後電極之任意材料。
- 如申請專利範圍第8項至第10項任一項所述之方法，其中該輔助隔離部係形成於該主隔離部之內部。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中在形成該輔助隔離部於該最外側後電極之步驟中，該輔助隔離部額外形成於該最外側半導體層中。
- 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中在形成該第二輔助隔離部於該最外側後電極之步驟中，該第二輔助隔離部額外形成於該最外側半導體層中。
- 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該第二輔助隔離部係形成於該第一輔助隔離部與該主隔離部之間。
- 如申請專利範圍第8項至第10項任一項所述之方法，還包含在該半導體層與該後電極之間形成一透明導電層之步驟，其中該透明導電層與該半導體層係具有相同的圖案。
- 如申請專利範圍第9項或第10項所述之方法，其中該形成該 輔助隔離部於該最外側後電極之步驟係執行於該形成該主隔離部之步驟之後。
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