[发明专利]用于制造高效率太阳能电池用前电极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造太阳能电池用前电极的方法。更具体地，本发明涉及一种用于制造太阳能电池用前电极的方法，所述方法包括：在于其中压印了对应于前电极的图案的凹陷图案的模具中填充用于形成电极的糊料，对所述糊料进行干燥，使胶粘膜与所述糊料接触以从所述模具中转移所述糊料，以使得所述糊料朝向半导体衬底的方式将所述胶粘膜添加至所述半导体衬底，以及对从所述胶粘膜转移的所述糊料进行焙烧以在所述半导体衬底上形成前电极。

背景技术

近来与环境问题和能量枯竭相关联的增加的顾虑导致对于作为替代能量的太阳能电池的兴趣增加，所述太阳能电池在能源方面是充裕的、没有环境污染并且提供高能量效率。

太阳能电池被分类成用于使用太阳热产生涡轮的旋转所需要的蒸汽的太阳热电池和使用半导体特性将太阳光(光子)转换成电能的太阳光电池。其中，正在积极研究将光能转换成电能的吸收光而产生电子和空穴的太阳光电池。

在图1中示意性地示出了这种太阳光电池(在下文中，简称作“太阳能电池”)。参考图1，所述太阳能电池包含第一导电半导体层22、布置在其上的导电类型与第一导电半导体层22相反的第二导电半导体层23、在所述第一和所述第二导电半导体之间形成的P/N结，接触所述第一导电半导体层22的至少一部分的后电极21和接触所述第二导电半导体层23的至少一部分的前电极11。在一些情况中，所述太阳能电池可以进一步包含布置在所述第二导电半导体层23上的防反射膜24。

第一导电半导体层22通常是p型硅衬底并且第二导电半导体层23通常是n型发射极层。另外，前电极11在发射极层23上形成有Ag图案，并且后电极21在硅衬底22的后表面上形成有Al层。前电极11和后电极21的形成通常利用丝网印刷方法实施。前电极通常由两个具有大宽度的集电极(还被称作“汇流条”)和具有约150μm的小宽度的栅极(还被称作“指状电极”)构成。

在具有这种构造的这种太阳能电池中，当太阳光在前电极11上入射时，产生自由电子且所述自由电子基于PN结原理朝向n型半导体层23移动，这种电子流动形成电流。

照这样，将光能直接地转换成电能的太阳能电池的性能由从太阳能电池发射的电能对入射太阳能的比率表示。该比率是太阳能电池的性能的指示器并且通常被称作“能量转换效率”，或者简单地称作“转换效率”。转换效率的理论极限取决于太阳能电池的构成部件并且受太阳光的光谱和太阳能电池的灵敏度光谱控制。例如，单晶硅太阳能电池具有约30％至35％的转换效率，无定形硅太阳能电池具有25％的转换效率且化合物半导体具有20％至40％的转换效率。然而，在实验室规模上，太阳能电池的实际效率目前为约25％。

这之后的原因可能是表面反射光的损耗、由电极的表面或界面上的复合引起的载流子损耗、通过在光电池中的复合而引起的载流子损耗和由太阳能电池的内阻引起的损耗。

在这些原因中，由电极引起的功率损耗包括由n型半导体层上的光电流移动引起的电阻损耗、由n型半导体层和栅极之间的接触电阻引起的损耗、由沿着栅极移动的光电流引起的电阻损耗和由被栅极遮蔽的区域引起的损耗。

然而，与功率损耗相关联的一些因素是相互对立的。例如，电阻损耗与栅极的厚度成反比，但是入射光数量的损耗(吸收光的数量)与栅极的尺寸成正比。因此，当增加栅极的尺寸以使电阻损耗最小化时，入射光的损耗不利地增加。

因此，越来越需要使由电极引起的功率损耗最小化且使光吸收量最大化从而实现高效率太阳能电池的方法。

发明内容

技术问题

因此，完成了本发明以解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。

具体地，本发明的一个目的在于提供一种用于制造太阳能电池用前电极的方法，所述方法通过形成与常规的前电极相比实现具有大纵横比(前电极的宽度对其高度之比)的图案的前电极，能够使由被栅极遮蔽的区域引起的损耗和由沿着电极流动的光电流引起的电阻损耗最小化并由此提高太阳能电池的效率。即，本发明还提供一种用于印刷具有小的宽度和相当大的高度的前电极的方法。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种用于制造太阳能电池用前电极的方法，所述方法包括：

(i)在于其中压印了对应于前电极的图案的凹陷图案的模具中填充用于形成电极的糊料；

(ii)对所述糊料进行干燥并使胶粘膜与所述糊料接触以从所述模具中转移所述糊料；

(iii)以使得所述糊料朝向半导体衬底的方式将胶粘膜添加至所述半导体衬底；以及