[发明专利]包括间隔斜坡的光伏电池及其制造方法

说明书

背景

本发明实施例大体而言有关于光伏电池及制造光伏电池的方法。特定实施例有关于光伏电池及制造具有实质上最小无效区的光伏电池的方法。

图1标出典型的太阳能电池制造工艺。始于100，利用玻璃板或基材114开始制造太阳能电池。玻璃板的示例性厚度是约3毫米。在技艺中，通常将此玻璃基材称为玻璃覆板(superstrate)，因为阳光会穿透此支撑玻璃。在太阳能电池制造期间，于步骤102示出，在该玻璃基材114上沉积一层连续的、均匀的透明导电氧化物(TCO)层116。该TCO层116的厚度通常是数百纳米。该TCO层116最终形成该太阳能电池的前电极。适合该TCO层116的材料包含，但不限于，掺杂铝的氧化锌(AZO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟钼(IMO)、氧化铟锌(IZO)和氧化钽。可用诸如化学气相沉积(CVD)的任何适合工艺来沉积该TCO层116。

在步骤104，在沉积该TCO层116之后，激光切割(laser scribing)工艺，通常称为P1，贯穿该TCO层116的整体厚度刻划线条118。这些刻划线通常相隔5-10毫米。在该刻划工艺P1后，在该TCO层116上沉积p和n型硅层120，如步骤106所示。该硅层120的总厚度通常在2-3微米左右，并且此层一般利用化学气相沉积或其它适合方法沉积。

参见步骤108，该硅沉积步骤后接着是第二激光切割步骤，常称为P2，其切割线条122完全贯穿该硅层120。如步骤110所示，在该硅层120上沉积形成该背电极的金属层124。可用诸如物理气相沉积(PVD)的任何适当沉积工艺来沉积该金属层124。现在参见步骤112，用第三切割工艺，称为P3，来刻划线条126贯穿该金属层124和该硅层120。然后通常以一背表面玻璃层压层(未示出)密封该平板。P1和P3线条之间的区域，并且包含这些线条，造成无效区(dead zone)128，其降低该电池的整体效率。该无效区通常是在约100微米至约500微米范围内，取决于该切割工艺所使用的激光和光学元件的准确度。

因此，需要提供方法以改善光伏电池的效率。

发明概述

本发明的一实施例关于一种制造光伏电池的方法，包含提供覆板，其具有前侧和背侧，该背侧具有在其上的多个间隔斜坡，所述间隔斜坡包含斜坡表面和实质上与该覆板背侧垂直的垂直面；在该覆板背侧上沉积透明导电氧化物层，使得实质上无透明导电氧化物涂覆在所述间隔斜坡的垂直面上；在该透明导电氧化物层上沉积硅层，使得沉积在所述间隔斜坡的垂直面上的硅层不接触位于所述间隔斜坡的斜坡表面上的透明导电氧化物层；在该硅层上沉积金属层，产生多个从所述斜坡表面延伸通过该金属层的尖峰；以及除去延伸通过该金属层的尖峰的至少一部分，以完成延伸在该覆板上的实质上平坦的表面，以产生光伏电池。

在一实施例中，一种方法更包含施加聚合物层压层(lamination layer)至该平坦的金属层上，而后施加玻璃层。

在一实施例中，所述间隔斜坡经隔开，而使每一个间隔斜坡之间有平坦覆板区域。在一实施例中，该透明导电氧化物层是利用物理气相沉积法沉积的。在一实施例中，该透明导电氧化物层是以一角度而沉积的，使得所述间隔斜坡的垂直面受所述斜坡表面遮蔽。

根据一实施例，该硅层是利用化学气相沉积法沉积的。在一实施例中，该金属层内的尖峰利用包含抛光、研磨和切割的一或多种工艺而平坦化。

在一实施例中，一种方法更包含在沉积该透明导电氧化物层后利用以一掠射角执行的激光剥蚀法清洁间隔斜坡的垂直面，以实质上仅触及垂直面。根据实施例，该覆板是玻璃或塑料，并且利用凹版印刷(intaglio)、轮转凹版印刷(rotogravure)、蚀刻、镂蚀法(engraving)、凸版印刷和平版印刷(lithography)技术的一或多种将间隔斜坡形成在该覆板上。

本发明的另一方面有关于一种光伏电池，其包含覆板，该覆板具有前侧及背侧，该背侧具有多个间隔斜坡，其包含斜坡表面和实质上与该覆板背侧垂直的垂直面；透明导电氧化物层，位于该覆板背侧；非晶硅层，覆于该透明导电氧化物层上方；以及金属层，覆于该硅层上方，该金属层具有面向该硅层的前侧以及背侧。在一实施例中，这些间隔斜坡从该覆板延伸通过这些层的至少一部分，并且该金属层经平滑化，产生实质上平坦的背表面并暴露出部分硅层。