[发明专利]CIGS太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电池及其制造方法，且特别是有关于一种太阳能电池及其制造方法。

背景技术

太阳能为一种环保的再生性能源，可转换为其它形式的能量如热及电，且太阳能电池应用的范围非常广，大到发电系统，小到消费性电子产品，但以太阳能作为在经济上具有竞争力的再生性能源，仍受到太阳能电池将光能转换为电能时的低效率所阻碍，因此，有效地提高太阳能电池的产电效率，并降低太阳能电池的生产成本，已成为太阳能电池的发展目标。

有关CIGS太阳能电池的先前技术如美国专利号码第7018858所揭露的Light absorbing layer producing method专利，该专利用一种沉积前驱物层的双靶式溅镀法沉积设备，采取一种双靶直立面对面设置进行共溅镀(co-sputter)的镀膜方式，但因该方式将基板设置于靶材下方，沉积过程若有污染颗粒产生，则容易发生该污染颗粒顺势沉降至基板的缺点。

又如中国台湾专利号码第200917508号所揭露的光伏打接收器专利，该技术的缺点在于太阳能接收器及光入射点之间的焦距或点极大，故需大量空间及体积以安装此接收器，又，该制造方法在汇集阳光时所产生的热度，必须另外设置一冷却系统来维持低于一特定温度，否则所产生的热能将不利于太阳能电池的光转电效率。

有鉴于此，得知CIGS太阳能电池仍未臻完善，本发明的目的是提供一高效率的CIGS太阳能电池结构与制作方法。

发明内容

通常太阳能电池是由p型半导体层、本质半导体层(intrinsic semiconductorlayer)以及n型半导体层堆叠而成，且p型半导体层、本质半导体层以及n型半导体层皆为非晶硅(amorphous silicon)材料。而以非晶硅为材料的半导体层往往存在着光吸收效果不佳的缺点，进而导致产电效率不佳，为改善此问题，常利用增加本质半导体层厚度的方式來增加光吸收效果，但同时也增加太阳能电池的整体厚度与生产成本。有鉴于此，本发明在不增加本质半导体层厚度与整体体积的条件之下，利用结构与形成方式上的研发，通过增加光吸收面积而提升光吸收量，也因此增加光电转换效率来提高产电效率，并可大幅降低生产成本而提高太阳光能的经济价值。

缘以达成上述目的之一，本发明在提供一种太阳能电池结构，可使光电转换效率增加，该发明的主要结构包含玻璃基板、光吸收表面与光电转换结构。其中，该玻璃基板的至少一表面具有多个阵列式凹凸部，且该阵列式凹凸部的最顶端延伸至最底端的距离为一预定深度；该光吸收表面包含阵列式凹凸部最顶端所形成的表面、阵列式凹凸部最顶端延伸至最底端所形成的表面、以及阵列式凹凸部最底端基板除阵列式凹凸部所形成表面的集合；该光电转换结构由n型半导体层、p型半导体层与i型半导体层所组成。其中，该n型半导体层为一CIGS类化合物且位于该光吸收表面的上方，该p型半导体层位于该n型半导体层的上方且为一氧化物，且该i型半导体层位于该n型半导体层与该p型半导体层间并为一氧化物，而该光电转换结构所形成的n-i-p结构则可促进各该层表面的接合效果，借以产生良好的界面接触，进一步减少界面孔洞的形成，因此增加量子效率，而能提高光电转换效率。

再者，本发明的另一目的是在提供一种CIGS太阳能电池的制造方法，由在玻璃基板表面产生的阵列式凹凸部，该阵列式凹凸部的外形为几何图形柱体，例如圆柱体或多边形柱体等，借以增加整体光吸收表面面积而增加光吸收量，因此提高太阳能电池的产电效率。

又，本发明为一种CIGS太阳能电池的制造方法，该方法包含下列步骤：提供一玻璃基板，涂布一预定形状的保护膜于该玻璃基板的预定位置处，并浸泡该玻璃基板于一蚀刻剂中，于一预定时间后取出该玻璃基板清洗且去除该保护膜，使该玻璃基板的预定位置处形成多个预定形状的阵列式凹凸部；其中，该些阵列式凹凸部的最顶端所形成表面、该凹凸部的最顶端延伸至最底端所形成表面、以及该凹凸部的最底端基板除阵列式凹凸部所形成表面的集合，即为该光吸收表面；再者，依序于该光吸收表面上沉积覆盖一下电极，于该下电极上沉积覆盖一中间层，于该中间层上沉积覆盖一光电转换结构，其中，该光电转换结构包含有n型半导体层、p型半导体层与i型半导体层；最后，于该光电转换结构上沉积覆盖一上电极，并于该上电极上形成一导线，以及于该导线上沉积覆盖一抗反射层。

综上所述，本发明于结构与形成方式上的改变，可以增加太阳能电池的光吸收量、光电转换效率与其产电效率。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：