[发明专利]薄膜太阳能电池及其制造方法

说明书

本申请要求于2009年2月16日在韩国提交的专利申请10-2009-0012342的 优先权，这里将其引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种薄膜太阳能电池及其制造方法。

背景技术

正进行各种研究来寻找化石燃料的替代物，以解决迫在眉睫的能源危机。 特别是，为了替代在今后几十年内将枯竭的石油资源，研究者正致力于如何利 用诸如风能、原子能和太阳能的天然资源。

不同于其它潜在的替代物，太阳能电池对环境无污染，并利用无限量的太 阳能。因此，自从硒太阳能电池在1983年被开发出以来，太阳能电池在过去 的几十年内已经被大量研究。由于较高的制造和安装成本，现今利用单晶体硅 (single crystal bulk silicon)的商业太阳能电池并未得到广泛使用。

为了解决成本问题，薄膜太阳能电池得到了积极的研究。特别是，利用非 晶硅(a-Si:H)的薄膜太阳能电池作为能低成本制造大面积太阳能电池的技术 得到了格外的关注。

一般来说，薄膜太阳能电池可以由第一电极、吸收层和第二电极堆叠在第 一衬底上的多层结构制成。为了提高薄膜太阳能电池的效率，执行变形工艺 (texturing process)以在第一电极的表面上形成大的凸起(unevenness)。传 统的变形工艺采用使用酸/碱溶液的化学蚀刻方法。

当太阳能电池的制造工艺主要在真空状态下进行时，由于采用上述化学蚀 刻方法的变形工艺使用了酸/碱溶液，因此会破坏真空工艺，并且为了返回真 空状态，延长了工艺的生产节拍时间(tact time)。

此外，蚀刻溶液必须根据第一电极的材料而改变，并且很难任意地控制凸 起的形状。还有，第一电极的表面可能会被破坏，这导致了电阻值的增加。再 一个问题是酸/碱蚀刻溶液废弃物的处理。

发明内容

本发明致力于提供薄膜太阳能电池及其制造方法，凭借该方法可用缩短的 生产时间容易地形成太阳能电池的第一电极的凸起，并能防止太阳能电池的电 学性能的恶化。

根据本发明一个实施例的薄膜太阳能电池包括：衬底；位于衬底上的第一 电极，该第一电极包括多个导电颗粒，并具有形成在第一电极表面上的凸起； 位于第一电极上的吸收层；以及位于吸收层上的第二电极，其中所述多个导电 颗粒的颗粒尺寸在0.01到0.7μm的范围内。

附图说明

所包含的用于提供对本发明的进一步解释并组成本说明书的一部分的附 图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1图解了根据本发明一个实施例的薄膜太阳能电池；

图2A到2G图解了根据本发明一个实施例制造薄膜太阳能电池的各个工 艺；

图3A到3B图解了根据本发明实施例检测薄膜太阳能电池的第一电极表面 的SEM图像。

具体实施方式

现在将对其实例已在附图中图解的本发明的实施例进行详细描述。

根据本发明一个实施例的薄膜太阳能电池包括：衬底；位于衬底上的第一 电极，该第一电极包括多个导电颗粒，并具有形成在第一电极表面上的凸起； 位于第一电极上的吸收层；以及位于吸收层上的第二电极。

多个导电颗粒可以包括从由氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO)、氧化镉(Cd₂O₃) 和氧化铟锡(ITO)组成的群组中选择的不止一种。

多个导电颗粒可以掺杂从由镓(Ga)、铝(Al)、硼(B)、氟(F)和 锡(Sn)组成的群组中选择的一种。

多个导电颗粒的颗粒尺寸可以基本上在0.01到0.7μm的范围内。

根据本发明一个实施例制造薄膜太阳能电池的方法包括：在衬底上形成表 面具有凸起的第一电极，该第一电极包括多个导电颗粒；在第一电极上形成吸 收层；以及在吸收层上形成第二电极。

多个导电颗粒可以被涂覆有溶液。

多个导电颗粒可以通过旋涂、浸涂或者印刷法中的任意一种形成。

第一电极的形成包括：在衬底上涂覆包含多个导电颗粒的溶液；通过加热 衬底去除该溶液；以及在形成有多个导电颗粒的衬底上沉积透明导电材料。

多个导电颗粒的颗粒尺寸可以基本上在0.01到0.7μm的范围内。