[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池及其制造方法，更具体地涉及包括多晶(polycrystalline)半导体层的光电元件和层叠有非晶(amorphous)半导体层的串叠(tandem)型太阳能电池及其制造方法。另外，本发明涉及提高光电转换效率以及可靠性的同时，以串联方式连接了制造单价低廉的多个串叠型太阳能电池单元(unit cell)的太阳能电池及其制造方法。

背景技术

通常，以往的薄膜型太阳能电池的光电转换效率大致为不足10％，因此，实际上实现商品化时存在多种困难。

为了克服如上所述的问题点，提出了层叠多个单一接合型光电元件的串叠型太阳能电池，或者串联连接了多个单一接合型光电元件的串联连接型太阳能电池。

首先，串叠型太阳能电池采用将光吸收层的带隙(band gap)相互不同的多个光电元件层叠的结构，由此吸收具有更多种的波长带的光，能够产生更多量的电。

例如，Saitoh等使用等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition：PECVD)制造p-i-n型非晶硅(amorphous Si:a-Si)/微晶硅(microcrystalline Si:μc-Si)串叠型硅太阳能电池，此时1cm²面积上的初始化转换效率为9.4％，稳定后的转换效率为8.5％。

发明内容

要解决的技术问题

但是，Saitoh等开发的串叠型硅太阳能电池在利用PECVD形成微晶硅时需要较小的蒸镀压力和较高的蒸镀能量条件。因此，PECVD工序时间太长且难以符合PECVD工艺条件而存在生产率低的问题。

接着，由于串联连接型太阳能电池采用将光吸收层的带隙相同的多个光电元件以串联方式连接的结构，因此能够增大光吸收层的面积而产生更多量的电。

图1是表示以往的串联连接型太阳能电池结构的图。

首先，如图所示，以往的串联连接型太阳能电池提供包括位于多个单元区域a’和单元区域a’之间的多个布线区域b’的基板10。接着，在基板10上的单元区域a’形成下部电极层11，在下部电极层11上形成层叠有半导体层的光电元件部20，在光电元件部20上形成上部电极30，从而形成一个太阳能电池单元。此时，上部电极30与相邻的其他太阳能电池单元的下部电极层11在布线区域b’相接而连接，由此多个光电元件部20以串联方式电连接。

但是，以往的串联连接型太阳能电池存在以下问题。即，在布线区域b’实现太阳能电池单元之间的连接时，光电元件部20的侧面和上部电极30短路(short circuit)而产生不必要的漏电流。另外，以往的串联连接型太阳能电池中，在相邻的太阳能电池单元的下部电极层11之间的、构成光电元件部20的半导体层中掺杂有杂质，形成低阻抗的n型或p型半导体层，因此，存在有可能导致太阳能电池单元之间的短路现象，使得光电转换效率下降的问题。

技术方案

本发明是为了解决如上所述的以往的技术问题而做出的，其目的在于提供一种太阳能电池及其制造方法，其采用层叠了多晶光电元件和非晶光电元件的结构，并且所层叠的每个光电元件接收相互不同波长的光，从而能够提高光电转换效率。

另外，本发明的目的在于提供一种太阳能电池及其制造方法，能够防止在太阳能电池单元的串联连接时有可能发生于布线区域的光电元件和上部电极之间的短路现象。

另外，本发明的目的在于提供一种太阳能电池及其制造方法，能够防止在太阳能电池单元的串联连接时有可能发生于布线区域的太阳能电池单元的下部电极层之间的短路现象。

另外，本发明的目的在于提供一种太阳能电池及其制造方法，在太阳能电池单元的串联连接时缩短制造工序及工序时间，从而能够节约制造单价。

有益效果

根据本发明，采用层叠了多晶光电元件和非晶光电元件的结构，使得每个光电元件能够接收相互不同波长的光，从而能够提高太阳能电池的光电转换效率。

另外，根据本发明，能够防止串联连接太阳能电池单元时有可能在布线区域发生的光电元件和上部电极之间的短路现象。

另外，根据本发明，能够防止串联连接太阳能电池单元时有可能在布线区域发生的太阳能电池单元的下部电极层之间的短路现象。

另外，根据本发明，在串联连接太阳能电池单元时，缩短制造工序以及工序时间，从而能够节省制造单价。

附图说明