[发明专利]太阳能电池及其制造设备和制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池、用于制造该太阳能电池的设备及方法，尤其涉及一种具有可挠曲基板的太阳能电池、用于制造该太阳能电池的设备及方法。

背景技术

太阳能电池主要应用的是光电转换原理，其结构主要包括基板以及设置在基板上的P型半导体材料层和N型半导体材料层。

光电转换是指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程(请参见“Grownjunction GaAs solar cell”，Shen，C.C.；Pearson，G.L.；Proceedings of the IEEE，Volume 64，Issue 3，March 1976 Page(s)：384-385)。当太阳光照射到半导体上时，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光，当然有一些变成热能，另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子-空穴对。这样，光能就以产生电子-空穴对的形式转变为电能，并在P型和N型交界面两边形成势垒电场，将电子驱向N区，空穴驱向P区，从而使得N区有过剩的电子，P区有过剩的空穴，在P-N结附近形成与势垒电场方向相反的光生电场。光生电场的一部分除抵消势垒电场外，还使P型层带正电，N型半导体层带负电，在N区与P区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。若分别在P型层和N型半导体层焊上金属引线，接通负载，则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。

近年来，太阳能电池已经广泛应用于航天、工业、气象等领域，如何将太阳能电池应用于日常生活，以解决能源短缺、环境污染等问题已成为一个热点问题。这其中，将太阳能电池与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑或家庭房屋实现电力自给，是未来一大发展方向，德国、美国等国家更提出光伏屋顶计划。

然而一般的太阳能电池的基板都采用单晶硅、多晶硅或玻璃等材料，这些材料不易挠曲，难以固定在一个弯曲的表面上，限制了太阳能电池面板的形状及安装位置，尤其在希望把其应用于与建筑材料结合的模件中时，会受到许多限制。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种具有可挠曲基板的太阳能电池、制造该太阳能电池的设备及其制造方法。

一种太阳能电池，其包括一个可以挠曲的基板，一层背电极，一层P型半导体层，一层P-N结层，一层N型半导体层，一层透明导电层及一层前电极。该基板的材料是不锈钢。该背电极形成在该基板的一个表面上。该P型半导体层形成在该背电极上。该P-N结层形成在该P型半导体层上。该N型半导体层形成在该P-N结层上。该透明导电层形成在该N型半导体层上。该前电极形成在该透明导电层上。

一种太阳能电池的制造方法，其包括以下步骤：不锈钢基板由放卷轴出发，依次经由第一导向轴、滚轴及第二导向轴，卷绕在收卷轴上，在该放卷过程中，不锈钢基板依次经过第一溅射区、第一沉积区、第二溅射区、第二沉积区、第三溅射区及第四溅射区，在该第一溅射区通过溅射法在基板的一个表面上形成一层背电极，在该第一沉积区通过化学气相沉积法在该背电极上形成一层P型半导体层，在该第二溅射区通过溅射法在该P型半导体层上形成一层P-N结层，在该第二沉积区通过化学气相沉积法在该P-N结层上形成一层N型半导体层，在该第三溅射区通过溅射法在该N型半导体层上形成一层透明导电层，在该第四溅射区通过溅射法在该透明导电层上形成一层前电极，从而得到太阳能电池。

一种用于制造太阳能电池的设备，其包括一个缠绕室及一个镀膜室。该缠绕室内设置有一个放卷轴和一个收卷轴，该放卷轴用于缠绕可以挠曲的不锈钢基板并且将该基板从该放卷轴放出，该收卷轴用于将镀膜后的该基板卷起。一个镀膜室依次设置有第一溅射区、第一沉积区、第二溅射区、第二沉积区、第三溅射区及第四溅射区，每个区分别设置有至少一个滚轴，可以挠曲的不锈钢基板的第一端缠绕在放卷轴上，该不锈钢基板的第二端依次通过各滚轴缠绕在收卷轴上，从而该不锈钢基板可以从放卷轴出发依次经过第一溅射区、第一沉积区、第二溅射区、第二沉积区、第三溅射区及第四溅射区，从而缠绕在该收卷轴上。该第一溅射区用于通过溅射法在基板的一个表面上形成一层背电极，该第一沉积区用于通过化学气相沉积法在该背电极上形成一层P型半导体层，该第二溅射区用于通过溅射法在该P型半导体层上形成一层P-N结层，该第二沉积区用于通过化学气相沉积法在该P-N结层上形成一层N型半导体层，该第三溅射区用于通过溅射法在该N型半导体层上形成一层透明导电层，该第四溅射区用于通过溅射法在该透明导电层上形成一层前电极，从而得到太阳能电池。