CN101836301B - 薄膜型太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种薄膜型太阳能电池及其制造方法，所述薄膜型太阳能电池包括：衬底；前电极，所述前电极通过用于将所述太阳能电池划分成多个单体电池的分隔部分以固定间隔布置在所述衬底上，其中，每个分隔部分被插置在所述前电极之间；半导体层图案，所述半导体层图案通过所插置的所述分隔部分以固定间隔布置在所述前电极上；后电极，所述后电极通过所插置的所述分隔部分以固定间隔布置在所述半导体层图案上；以及辅助电极，所述辅助电极电连接所述前电极和所述后电极，其中，通过利用所述辅助电极，所述前电极与所述后电极电连接，从而可以使将太阳能电池划分为多个单体电池的激光划线过程的次数减至最少，由此防止产生碎料。

Description

薄膜型太阳能电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种薄膜型太阳能电池，更具体地，涉及一种包括在其中被划分的多个单体电池的薄膜型太阳能电池。

背景技术

具有半导体特性的太阳能电池将光能转化为电能。

下面对根据现有技术的太阳能电池的构造和原理进行简要介绍。太阳能电池以正(P)型半导体与负(N)型半导体结合在一起的PN结的构造形成。当太阳光线照射在具有PN结构造的太阳能电池上的时候，由于太阳光线的能量而在半导体中生成空穴(+)和电子(-)。由于在PN结的区域产生了电场，空穴(+)向P型半导体漂移，电子(-)向N型半导体漂移，因此随着电势的出现而形成电源。

太阳能电池主要分为晶片型太阳能电池和薄膜型太阳能电池。

晶片型太阳能电池使用由诸如硅的半导体材料制成的晶片。然而，薄膜型太阳能电池是通过在玻璃衬底上以薄膜的形式形成半导体而制成。

就效率而言，晶片型太阳能电池优于薄膜型太阳能电池。然而，对晶片型太阳能电池来说，因实施其制造过程困难而难以实现较小的厚度。此外，晶片型太阳能电池使用昂贵的半导体晶片，因此增加了它的制造成本。

尽管薄膜型太阳能电池在效率上低于晶片型太阳能电池，但薄膜型太阳能电池具有诸如实现薄外形和使用低价材料等的优点。因此，薄膜型太阳能电池适于大规模生产。

薄膜型太阳能电池通过顺序地执行下述步骤而制成：在玻璃衬底上形成前电极，在前电极上形成半导体层，以及在半导体层上形成后电极。在这种情况下，由于前电极相当于太阳光线的入射面，所以前电极由诸如ZnO的透明导电材料制成。对于大尺寸的衬底来说，在由透明导电材料制成的前电极中电阻增大，由此导致能量损失增大。

因此，提出了使能量损失减至最小的方法，其中，薄膜型太阳被划分成多个单体电池，并且所述多个单体电池串联连接。这种方法可以使由透明导电材料的电阻所导致的能量损失减至最小。

在下文中，将参照附图描述具有多个串联连接的单体电池的薄膜型太阳能电池的现有制造方法。

图1A至1F是剖面图，图示具有多个串联连接的单体电池的薄膜型太阳能电池的现有制造方法。

首先，如图1A所示，在衬底10上形成前电极层20a，其中，前电极层20a由诸如ZnO的透明导电材料制成。

接着，如图1B所示，通过利用激光划线方法除去前电极层20a的预定部分，由此形成前电极20。

如图1C所示，在衬底10的整个表面上顺序地形成半导体层30a和透明导电层40a。

如图1D所示，通过利用激光划线方法除去半导体层30a和透明导电层40a的预定部分形成用于连接电极的接触部分35，由此形成半导体层图案30和透明导电层图案40。

接着，如图1E所示，在衬底10的整个表面上形成后电极层50a。

如图1F所示，通过利用激光划线方法除去后电极层50a的预定部分形成分隔部分45，由此将太阳能电池划分为多个单体电池。

如果太阳能电池被划分为多个单体电池，并且所述单体电池串联连接，则即使在大尺寸的衬底中，前电极的电阻也不会增大，由此防止产生能量损失的问题。

然而，薄膜型太阳能电池的现有制造方法必须需要进行三次激光划线过程。这会导致下述问题。

第一，进行激光划线过程会导致产生大量碎料。产生的碎料会引起诸如污染衬底或设备短路的问题。为了解决这些由碎料而产生的问题，在进行激光划线过程之后，额外地进行清洁过程。然而，额外的清洁过程使得整个过程复杂，并且由于需要清洁设备而导致生产成本增加。

第二，如果由于激光照射和辐照时间控制不当而使得激光被过度地供应到目标层上，那么位于目标层下面的下层也会被划线。

发明内容

技术问题

因此，鉴于上述问题而提出本发明，并且本发明的目的是提供一种薄膜型太阳能电池及其制造方法，所述薄膜型太阳能电池包括通过最少次数的划线过程而被划分的多个单体电池，所述方法可以将进行三次现有的激光划线过程时所产生的问题减至最少。

本发明的额外优点、目的和特征将在下面的描述部分地中提出，并且对于本领域的具有普通技术的人员来说，部分的所述其它优点、目的和功能通过分析下文是显而易见的，或者可以通过实施本发明而了解。本发明的目的和其它优点可通过在书面说明书及其权利要求和附图中具体指出的结构来实现和获得。

技术方案

为了达到这些目的和其它优点并与本发明的目标一致，如在此具体和概括描述的，一种薄膜型太阳能电池，包括：衬底；前电极，所述前电极通过用于将太阳能电池划分成多个单体电池的分隔部分以固定间隔布置在衬底上，其中，每个分隔部分插置在前电极之间；半导体层图案，所述半导体层图案通过所插置的分隔部分以固定间隔布置在前电极上；后电极，所述后电极通过所插置的分隔部分以固定间隔布置在半导体层图案上；以及辅助电极，所述辅助电极电连接前电极和后电极。

此时，辅助电极与前电极直接连接，并且辅助电极通过连接线与后电极连接。

辅助电极可与前电极的下表面直接连接，或者与前电极的上表面直接连接。

辅助电极包括：与前电极的一端连接的第一辅助电极，以及与前电极的另一端连接的第二辅助电极，其中，第一和第二辅助电极交替地布置。

薄膜型太阳能电池进一步包括与所述前电极中最外侧的前电极的一侧连接的总线，从而使得前电极与外部电路连接。

总线可以与辅助电极形成在同一层。

为了形成连接线，在辅助电极的预定部分上不形成前电极、半导体层图案和后电极，从而露出辅助电极的预定部分。

在总线的预定部分上不形成前电极、半导体层图案和后电极，从而露出总线的预定部分

此外，在半导体层图案和后电极之间额外地形成透明导电层图案。

分隔部分可以包括在第一方向上的一个或多个直线式凹槽，或者可进一步包括在与第一方向垂直的第二方向上的一个或多个直线式凹槽。

另外，在半导体层图案下面额外地形成绝缘层图案，从而增加半导体层图案的整体尺寸。

绝缘层图案可形成在前电极的下表面上，或者形成在前电极的上表面上。

绝缘层图案可被形成为一种以固定间隔布置具有椭圆形水平横截面的透明绝缘材料图案的结构。

绝缘层图案高于辅助电极。

在本发明的另一方面，一种薄膜型太阳能电池的制造方法包括：在衬底上形成前电极层；在前电极层上形成半导体层；通过除去前电极层和半导体层的预定部分，形成用于将太阳能电池划分成多个单体电池的分隔部分，从而通过所插置的分隔部分以固定间隔形成前电极和半导体层图案；通过所插置的分隔部分在半导体层图案上形成以固定间隔布置的后电极；形成与前电极图案的预定部分接触的辅助电极；以及形成电连接辅助电极和后电极的连接线。

此时，通过在形成前电极层的步骤之前执行形成辅助电极的步骤，辅助电极与前电极的下表面接触，或者通过在形成前电极层的步骤之后执行形成辅助电极的步骤，辅助电极与前电极的上表面接触。

另外，形成辅助电极的步骤包括：形成与前电极的一端连接的第一辅助电极，以及形成与前电极的另一端连接的第二辅助电极。

所述方法进一步包括执行形成与最外侧的前电极的一侧连接的总线的步骤，从而，在形成辅助电极的步骤的同时，使得最外侧的前电极与外部电路电连接。

另外，在掩盖预定部分时，执行形成前电极层、半导体层和后电极的各个步骤，从而使得辅助电极的预定部分暴露于外部。

在掩盖预定部分时，执行形成前电极层、半导体层和后电极的步骤，从而使得总线的预定部分暴露于外部。

所述方法进一步包括在形成半导体层之后在半导体层上形成透明导电层，其中形成分隔部分的步骤包括除去前电极层、半导体层和透明导电层的预定部分。

形成分隔部分的步骤包括在第一方向上形成一个或多个直线式凹槽，或者形成分隔部分的步骤进一步包括在与第一方向垂直的第二方向上形成一个或多个直线式凹槽。

为了增加半导体层图案的整体尺寸，所述方法进一步包括在半导体层图案下面形成绝缘层图案。

通过在形成前电极层之前在前电极的下表面上形成绝缘层图案来执行形成绝缘层图案的步骤，或者通过在形成前电极层之后在前电极的上表面上形成绝缘层图案来执行形成绝缘层图案的步骤。

形成绝缘层图案的步骤包括以固定间隔布置具有椭圆形水平横截面的透明绝缘材料图案。

另外，执行形成绝缘层图案的步骤是为了获得高于辅助电极的绝缘层图案。

应该理解，本发明的上述概括描述和下述详细描述都是例证性和说明性的，并且意在给出所要求的本发明的进一步解释。

附图说明

附图说明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，所包括的附图以提供本发明的进一步理解，并且附图包含在本申请中构成本申请的一部分。附图中：

图1A至1F是剖面图，图示包括串联连接的多个单体电池的薄膜型太阳能电池的现有制造方法；

图2A是图示根据本发明第一实施例的薄膜型太阳能电池的平面图，图2B是沿图2A的A-A线截取的剖面图，图2C是图2A的B-B线截取的剖面图；

图3A是图示根据本发明第二实施例的薄膜型太阳能电池的平面图，图3B是沿图3A的A-A线截取的剖面图，图3C是沿图3A的B-B线截取的剖面图；

图4A是图示根据本发明第三实施例的薄膜型太阳能电池的平面图，图4B是沿图4A的A-A线截取的剖面图，图4C是沿图4A的B-B线截取的剖面图；

图5A至5D是图示根据本发明一个实施例的薄膜型太阳能电池的制造方法的剖面图；

图6A至6D是图示根据本发明另一个实施例的薄膜型太阳能电池的制造方法的剖面图。

具体实施例

现在将详细描述本发明的优选实施例，在附图中例示了优选实施例的实例。在任何可能的情况下，将在所有附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。

在下文中，将参照附图描述根据本发明的薄膜型太阳能电池及其制造方法。

薄膜型太阳能电池

第一实施例

图2A是图示根据本发明第一实施例的薄膜型太阳能电池的平面图，图2B是沿图2A的A-A线截取的剖面图，图2C是图2A的B-B线截取的剖面图。

如图2A至2C所示，根据本发明第一实施例的薄膜型太阳能电池包括：衬底100、辅助电极200a和200b、前电极300、半导体层图案400、透明导电层图案500及后电极600。

此时，衬底100可由玻璃或透明塑料形成。另外，多个分隔部分110被插置在每个前电极300、半导体层图案400、透明导电层图案500和后电极600之间，从而，它们由于所插置的分隔部分110而以固定间隔布置。就是说，根据本发明第一实施例的薄膜型太阳能电池被划分为多个单体电池。分隔部分110将太阳能电池划分为多个单体电池，其中，分隔部分110在第一方向上(例如，图2A中衬底的短边方向)以直线式凹槽的形式形成。

如果相邻的前电极300和后电极600通过辅助电极200a和200b彼此电连接，则多个单体电池串联连接，由此形成其中具有被划分的多个单体电池的太阳能电池。

辅助电极200a和200b通过直接接触而与前电极300连接，并且通过预定的连接线700与后电极300连接。因此，前电极300与后电极600电连接。

辅助电极200a和200b可与前电极300的下表面直接连接，或者可与前电极300的上表面直接连接。

辅助电极200a和200b可包括与前电极300的一端连接的第一辅助电极200a，以及与前电极300的另一端连接的第二辅助电极200b。第一辅助电极200a和第二辅助电极200b可交替地布置。

由于辅助电极200a和200b通过预定的连接线700与后电极600连接，因此辅助电极200a和200b的预定部分可暴露于外部，从而形成预定的连接线700。为了形成预定的连接线700，在辅助电极200a和200b的预定部分上不形成前电极300、半导体层图案400、透明导电层图案500及后电极600。然而，如果是经过辅助电极200a和200b的侧面形成连接线700，则辅助电极200a和200b的上部不暴露在外部。

为了使得在前电极300中最外侧的前电极300与外部电路连接，总线210与最外侧的前电极300的一侧连接。总线210可与前电极300的下表面或者上表面直接连接，并且在进行形成辅助电极200a和200b的过程时，可与辅助电极200a和200b形成在同一层上。

为了形成与外部电路连接的连接线，总线210的预定部分暴露于外部。为了形成连接线，在总线210的预定部分上不形成前电极300、半导体层图案400、透明导电层图案500及后电极600。

辅助电极200a和200b和总线210可通过丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法，由诸如Ag、Al、Ag⁺Al、Ag⁺Mg、Ag⁺Mn、Ag⁺Sb、Ag⁺Zn、Ag⁺Mo、Ag⁺Ni、Ag⁺Cu或Ag⁺Al⁺Zn等金属材料形成。

就丝网印刷法来说，其通过利用挤压将原料转印到预定主体上。喷墨印刷法是通过使用喷墨机将原料喷溅到预定的主体上，由此在其上形成预定的图案。就凹版印刷法来说，原料是涂覆在凹版印板上的，随后所涂覆的原料被转印到预定的主体上，由此在该预定主体上形成预定的图案。微接触印刷法通过使用预定的模具在预定主体上形成由原料制成的预定的图案。

前电极300由于所插置的分隔部分110而以固定间隔布置，其中，前电极300通过溅射或MOCVD(金属有机化学气相沉积)，由诸如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、ZnO:H、SnO₂、SnO₂:F或ITO(铟锡氧化物)等透明导电材料形成。

前电极300相当于太阳光线的入射面，因此对于前电极300来说，重要的是以最小的损失使太阳光线射入太阳能电池内部。为此，对前电极300额外地进行纹理化处理。通过纹理化处理，材料层的表面变得不平整，即纹理化结构，其中通过利用光刻法的刻蚀处理、利用化学溶液的各向异性刻蚀处理或者机械划线处理来进行所述纹理化处理。如果对前电极300执行纹理化处理，那么，由于太阳光线的散射，在太阳能电池的前电极300上的太阳光线反射率降低，并且太阳能电池的太阳光线吸收率增加，由此提高太阳能电池的效率。

半导体层图案400形成在前电极300上。在这种情况下，分隔部分110插置在每个半导体层图案400之间，即，半导体层图案400由于所插置的分隔部分110而以固定间隔布置。半导体层图案400可通过等离子体CVD方法由硅基半导体材料形成，其中，所述硅基半导体材料可以是非晶硅(a-Si:H)或微晶硅(uc-Si:H)。

每个半导体层图案400都可被形成为PIN结构，在PIN结构中，P(正)型半导体层、I(本征)型半导体层和N(负)型半导体层被顺序地沉积。由于半导体层图案400被形成为PIN结构，因此通过P型半导体层和N型半导体层，在I型半导体层中产生耗尽层(depletion)，由此在其中产生电场。此外，由太阳光线产生空穴和电子在电场的作用下漂移，然后在电场的作用下分别聚集在P型和N型半导体层。同时，如果半导体层图案400被形成为PIN结构，优选地，首先形成P型半导体层，然后再形成I型和N型半导体层。这是因为，空穴的漂移迁移率小于电子的漂移迁移率。为了通过入射光线最大化聚集效率，P型半导体层被形成为与太阳光线的入射面相邻。

透明导电层图案500形成在半导体层图案400上。在这种情况下，分隔部分110插置在每个透明导电层图案500之间，即，透明导电层图案500由于所插置的分隔部分110而以固定间隔布置。透明导电层图案500可通过溅射或MOCVD，由诸如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、ZnO:H或Ag等透明导电材料形成。

可以省略透明导电层图案500。然而，优选地，形成透明导电层图案500，从而提高太阳能电池的效率。就是说，当形成透明导电层图案500时，太阳光线穿过半导体层图案400，然后再穿过透明导电层图案500。在这种情况下，穿过透明导电层图案500的太阳光线以不同角度散射。因此，当太阳光线在后电极600上反射之后，半导体层图案400上的太阳光线的再入射率增加。

后电极600形成在透明导电层图案500上。在这种情况下，分隔部分110插置在每个后电极600之间，即，后电极600由于所插置的分隔部分110而以固定间隔布置。后电极600可通过丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法，由诸如Ag、Al、Ag⁺Al、Ag⁺Mg、Ag⁺Mn、Ag⁺Sb、Ag⁺Zn、Ag⁺Mo、Ag⁺Ni、Ag⁺Cu或Ag⁺Al⁺Zn等金属形成。

如上所说明的，后电极600通过预定的连接线700与辅助电极200a和200b连接。在多个后电极600中，最外侧的后电极600与外部电路连接。

如果相邻的前电极300和后电极600通过辅助电极200a和200b而彼此电连接，则多个单体电池串联连接。此外，与最外侧的前电极300连接的总线210形成在衬底100的一侧，最外侧的后电极600形成在衬底100的另一侧，由此总线210和最外侧的后电极600分别形成薄膜型太阳能电池的(+)极和(-)极。

由于用于将太阳能电池划分为单体电池的分隔部分110以直线式凹槽的形式形成，所以可以通过分隔部分110获得可视区，由此可以用于替代建筑中的玻璃窗。更具体地，如果根据本发明的太阳能电池被制造为透射型，就可以同时获得用于建筑的外部表面材料，和将太阳能转换为电能的设备。因此，不需要在原有建筑中额外地安装用于聚集太阳光线的设备，从而可以提高空间利用效率并降低安装费用。

在任何可能的情况下，将在所有与本发明的第二和第三实施例相关的附图中使用与本发明第一实施例相关附图中所使用的附图标记相同的附图标记，并且省略对于相同部件的详细说明。

第二实施例

图3A是图示根据本发明第二实施例的薄膜型太阳能电池的平面图，图3B是沿图3A的A-A线截取的剖面图，图3C是沿图3A的B-B线截取的剖面图。

除了用于将太阳能电池划分为单体电池的分隔部分110a和110b之外，根据本发明第二实施例的薄膜型太阳能电池与根据本发明第一实施例的薄膜型太阳能电池的结构相同。

根据本发明第二实施例的薄膜型太阳能电池包括：布置在第一方向(例如，图3A中衬底的短边方向)上的多个第一直线式凹槽，以及布置在第二方向(例如，图3A中衬底的长边方向)上的第二直线式凹槽，其中第一方向与第二方向垂直。

图3A仅示出一个第二直线式凹槽110b。然而，如果衬底100的尺寸增大，则可以形成多个第二直线式凹槽110b。

如果在第一和第二方向上分别形成分隔部分110a和110b，那么单体电池数量的增加可以提高电池效率。

如图3A所示，在第二方向(例如，图3A中衬底的长边方向)上额外地设置相当于分隔部分110b的第二直线式凹槽110b。在这种情况下，在单体电池中相对第二直线式凹槽110b而言被放置在衬底100的下部的所有辅助电极200a都与前电极300的一端连接。另外，在单体电池中相对第二直线式凹槽110b而言被放置在衬底100的上部的所有辅助电极200b都与前电极300的另一端连接。然而，本发明不限于此。与本发明的第一实施例(见图2A)类似，在单体电池中相对第二直线式凹槽110b而言被放置在衬底的上部或下部的各个辅助电极200a和200b交替地与前电极300的一端和另一端连接。

第三实施例

图4A是图示根据本发明第三实施例的薄膜型太阳能电池的平面图，图4B是沿图4A的A-A线截取的剖面图，图4C是沿图4A的B-B线截取的剖面图。

除了绝缘层图案800额外地形成在半导体层图案400的下面之外，根据本发明第三实施例的薄膜型太阳能电池与根据本发明第一实施例的薄膜型太阳能电池的结构相同。

如果绝缘层图案800形成在半导体层图案400的下面，则半导体层图案400的整体尺寸增大，从而提高太阳能电池的效率。

就是说，与省略绝缘层图案800的情况相比，由于在绝缘层图案800上的半导体层图案400的整体尺寸增大，因而形成绝缘层图案800的情况可实现更高的太阳能电池效率。因此，绝缘层图案800的高度高于预定值，更优选地，绝缘层图案800高于辅助电极200a和200b及总线210。

绝缘层图案800可提高光俘获率。如果形成绝缘层图案800，则通过绝缘层图案800的下表面射入的太阳光线以不同角度折射和散射，由此提高在半导体层图案400上的光吸收率。

绝缘层图案800可形成在前电极300的下表面上(见图4B)，或者可形成在前电极300的上表面上(未示出)。如图4B所示，当绝缘层图案800形成在前电极300的下表面上时，前电极300位于半导体层图案400的下面，从而，与在前电极300和半导体层图案400之间形成绝缘层图案800的情况相比，可以实现更高的太阳能电池效率。

绝缘层图案800由诸如SiO₂、TiO₂、SiN_x、SiON或透明聚合物的透明绝缘材料形成，从而防止透光率降低。

以固定间隔布置绝缘层图案800，其中，优选地，每个绝缘层图案800都由具有椭圆形水平横截面的绝缘材料图案形成。即使绝缘层图案800由透明绝缘材料形成，透光率也会随着绝缘层图案800的水平横截面的增大而降低。因此，优选地，绝缘层图案800具有小尺寸的水平横截面。然而，绝缘层图案不限于上述形状和图案。可沿直线设置绝缘材料，而不是以固定间隔布置绝缘层图案800。另外，绝缘层图案的水平横截面可以是三角形、诸如四边形的多边形或者圆形。

绝缘层图案800可通过丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法形成。另外，绝缘层图案800也可通过光刻法或喷砂处理形成。通过下述连续的步骤进行光刻法：用光阻剂通过曝光和显影(development)形成掩膜图案，以及用掩膜图案通过干法刻蚀或湿法刻蚀形成预定的图案。通过下述连续的步骤进行喷砂处理：形成掩膜图案，以及通过喷涂诸如砂子的磨粉形成预定的图案。

尽管未示出，可包括同时应用了本发明第二和第三实施例的薄膜型太阳能电池。就是说，绝缘层图案800形成在半导体层图案400的下面，分隔部分110a和110b包括布置在第一方向上的多个第一直线式凹槽110a和布置在第二方向上的第二直线式凹槽110b，其中，第一方向与第二方向垂直。

薄膜型太阳能电池的制造方法

图5A至5D是图示根据本发明一个实施例的薄膜型太阳能电池的制造方法的剖面图，其涉及根据本发明第一或第二实施例的薄膜型太阳能电池的制造方法，其中，图5A至5D是沿图2A或图3A的A-A线截取的剖面图。

首先，如图5A所示，总线210和辅助电极(见图2A和2B的附图标记200a和200b)形成在衬底100上。衬底100可由玻璃或透明塑料形成。

总线210被图案化以与在最外侧的前电极的一侧上的预定部分接触。辅助电极被图案化以与在所述前电极的一侧和另一侧上的预定部分接触。总线210和辅助电极可通过丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法，由诸如Ag、Al、Ag⁺Al、Ag⁺Mg、Ag⁺Mn、Ag⁺Sb、Ag⁺Zn、Ag⁺Mo、Ag⁺Ni、Ag⁺Cu或Ag⁺Al⁺Zn等金属材料形成。

如图5B所示，前电极层300a、半导体层400a和透明导电层500a顺序地沉积在总线210和辅助电极的预定部分及衬底100上。

为了形成连接线以与外部电路连接，总线210的预定部分暴露于外部。另外，为了形成与后电极连接的连接线，辅助电极的预定部分暴露于外部。因此，前电极层300a、半导体层400a和透明导电层500a形成在总线210和辅助电极的预定部分上。因此，在掩盖预定部分后，进行形成前电极层300a、半导体层400a和透明导电层500a的过程，由此使得总线210和辅助电极的预定部分暴露于外部。

前电极层300a通过溅射或MOCVD，由诸如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、ZnO:H、SnO₂、SnO₂:F或ITO等透明导电材料形成。另外，通过纹理化处理，使得前电极层300a具有不平整表面。

半导体层400a可通过等离子体CVD方法，由硅基半导体材料形成。半导体层400a被形成为PIN结构，在PIN结构中，P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层被顺序地沉积。

透明导电层500a可通过溅射或MOCVD，由诸如ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、ZnO:H或Ag等透明导电材料形成。透明导电层500a可省略。

在本发明的一个实施例中，如图5A所示，形成总线210和辅助电极，如图5B所示，在总线210和辅助电极的预定部分上形成前电极层300a，由此总线210和辅助电极可与前电极300的下表面接触，所述前电极300通过形成分隔部分的步骤以固定间隔布置。在本发明的另一实施例中，首先形成前电极层300a，然后在前电极层300a的预定部分上形成总线210和辅助电极，由此使得总线210和辅助电极可与前电极300的上表面接触。

接着，如图5C所示，通过除去前电极层300a、半导体层400a和透明导电层500a的预定部分，形成用于将太阳能电池划分成多个单体电池的分隔部分110。在这种情况下，前电极300、半导体400和透明导电500通过分隔部分110以固定间隔布置。

可通过激光划线方法进行形成分隔部分110的过程。形成分隔部分110的过程可包括：如图2A所示，在第一方向上形成多个直线式凹槽110a，或者可包括，如图3A所示，在第一方向上形成多个直线式凹槽110a，并在与第一方向垂直的第二方向上形成直线式凹槽110b。

如图5D所示，后电极600形成在透明导电层图案500上。由于所插置的分隔部分110，后电极600以固定间隔布置，其中，后电极600可通过丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法，由诸如Ag、Al、Ag⁺Al、Ag⁺Mg、Ag⁺Mn、Ag⁺Sb、Ag⁺Zn、Ag⁺Mo、Ag⁺Ni、Ag⁺Cu或Ag⁺Al⁺Zn等金属材料形成。

随着形成连接线(见图2A和图3A的附图标记700)以使得后电极600和辅助电极电连接，太阳能电池的制造过程就完成。

图6A至6D是图示根据本发明另一个实施例的薄膜型太阳能电池的制造方法的剖面图，其涉及根据本发明第三实施例的薄膜型太阳能电池的制造方法，其中，图6A至6D是沿图4A的A-A线截取的剖面图。

除了在半导体层图案400的下面形成绝缘层图案的额外步骤之外，与图6A至6D相关的方法和与图5A至5D相关的方法相同，因此省略对于相同部件的详细说明。

首先，如图6A所示，总线210和辅助电极(见图4A的附图标记200a和200b)形成在衬底100上，然后形成绝缘层图案800。此时，可先形成总线210和辅助电极，然后再形成绝缘层图案800。在另一种方法中，可先形成绝缘层图案800，然后再形成总线210和辅助电极。

绝缘层图案800可由诸如SiO₂、TiO₂、SiN_x、SiON或透明聚合物的透明绝缘材料形成。绝缘层图案800可利用丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法或微接触印刷法，通过以固定间隔布置具有椭圆形水平横截面的透明绝缘材料图案的过程来形成。另外，也可利用光刻法或喷砂处理来形成绝缘层图案800。优选地，绝缘层图案800高于总线210和辅助电极。

如图6B所示，前电极层300a、半导体层400a和透明导电层500a顺序地形成在总线210和辅助电极的预定部分上以及绝缘层图案800上。

在本发明的一个实施例中，绝缘层图案800可形成在以预定间隔布置的前电极300的下表面上。在本发明的另一个实施例中，绝缘层图案800可通过先形成前电极层300a，再形成绝缘层图案800的步骤形成在前电极300的上表面上。

如图6C所示，通过除去前电极层300a、半导体层400a和透明导电层500a的预定部分而形成用于将太阳能电池划分为多个单体电池的分隔部分110。因此，前电极300、半导体层图案400和透明导电层图案500通过分隔部分110以固定间隔布置。

如图6D所示，后电极600形成在透明导电层图案500上。随着形成连接线(见图4A的附图标记700)以使得后电极600和辅助电极电连接，太阳能电池的制造过程就完成。

因此，根据本发明的薄膜型太阳能电池及其制造方法具有以下优点。

第一，通过利用辅助电极，前电极与后电极电连接，从而可以使将太阳能电池划分为多个单体电池的激光划线过程的次数减至最少，由此防止产生碎料。因此，根据本发明的薄膜型太阳能电池及其制造方法可以克服由碎料导致的各种问题，例如衬底污染、设备短路、生产成本增加以及对非目标层的过度刻蚀。

第二，由于绝缘层图案形成在半导体层图案的下面，因此半导体层图案的整体尺寸增加，从而提高太阳能电池的效率。此外，增加的光俘获率可以提高光吸收率。

第三，预定的分隔部分形成在单体电池之间，由此可通过分隔部分获得可视区。就是说，根据本发明的薄膜型太阳能电池可以用作建筑中玻璃窗的替代物。更具体地，如果根据本发明的太阳能电池被制造为透射型，就可以同时获得用于建筑的外部表面材料和将太阳能转换为电能的设备。因此，不需要在原有建筑中额外地安装用于聚集太阳光线的设备，从而可以提高空间利用效率并降低安装费用。

对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的主旨或范围的情况下，可以对本发明进行各种改进和变型。因此，本发明旨在涵盖本发明的各种改进和变型，只要这些改进和变型落在由后附的权利要求及其等同描述限定的范围内。

Claims (17)

1.一种薄膜型太阳能电池，包括：

衬底；

前电极，所述前电极通过用于将所述太阳能电池划分成多个单体电池的分隔部分以固定间隔布置在所述衬底上，其中，每个分隔部分被插置在所述前电极之间；

半导体层图案，所述半导体层图案通过所插置的所述分隔部分以固定间隔布置在所述前电极上；

后电极，所述后电极通过所插置的所述分隔部分以固定间隔布置在所述半导体层图案上；以及

辅助电极，所述辅助电极电连接各个单体电池的所述前电极和相邻单体电池的所述后电极，以使得所述多个单体电池串联联接；

其中，所述辅助电极与所述前电极的上表面或下表面通过直接接触而直接连接，并且所述辅助电极通过连接线与所述后电极连接；

并且其中，在所述辅助电极的预定部分上不形成所述前电极、所述半导体层图案和所述后电极，从而露出所述辅助电极的所述预定部分。

2.根据权利要求1所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述辅助电极包括：与所述前电极的一端连接的第一辅助电极(200a)，以及与相邻前电极的另一端连接的第二辅助电极(200b)，该相邻前电极的另一端是与所述前电极的所述一端相反的一端。

3.根据权利要求2所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述第一和第二辅助电极交替地布置。

4.根据权利要求1所述的薄膜型太阳能电池，进一步包括与所述前电极中最外侧的前电极的一侧连接的总线，从而使得所述前电极与外部电路连接。

5.根据权利要求4所述的薄膜型太阳能电池，其中，在所述总线的预定部分上不形成所述前电极、所述半导体层图案和所述后电极，从而露出所述总线的所述预定部分。

6.根据权利要求1所述的薄膜型太阳能电池，其中，在所述半导体层图案和所述后电极之间额外地形成透明导电层图案。

7.根据权利要求1所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述分隔部分包括在第一方向上的一个或多个直线式凹槽。

8.根据权利要求7所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述分隔部分进一步包括在与所述第一方向垂直的第二方向上的一个或多个直线式凹槽。

9.根据权利要求1所述的薄膜型太阳能电池，其中，绝缘层图案额外地形成在所述前电极的下表面或上表面上。

10.根据权利要求9所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述绝缘层图案被形成为一种以固定的间隔布置具有椭圆形水平横截面的透明绝缘材料图案的结构。

11.根据权利要求9所述的薄膜型太阳能电池，其中，所述绝缘层图案高于所述辅助电极。

12.一种薄膜型太阳能电池的制造方法，包括：

在衬底上形成前电极层；

在所述前电极层上形成半导体层；

通过除去所述前电极层和所述半导体层的预定部分，形成用于将所述太阳能电池划分成多个单体电池的分隔部分，从而通过所插置的所述分隔部分以固定间隔形成所述前电极和半导体层图案；

通过所插置的所述分隔部分，在所述半导体层图案上形成以固定间隔布置的后电极；

形成与所述前电极图案的预定部分接触的辅助电极；以及

形成电连接所述辅助电极和相邻单体电池的所述后电极的连接线。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括执行形成与最外侧的前电极的一侧连接的总线的步骤，从而，在形成所述辅助电极的步骤的同时，使得所述最外侧的前电极与外部电路电连接。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，形成所述分隔部分的步骤包括在第一方向上形成一个或多个直线式凹槽。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述分隔部分的步骤进一步包括在与所述第一方向垂直的第二方向上形成一个或多个直线式凹槽。

16.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在所述前电极的下表面或上表面上形成绝缘层图案。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，通过丝网印刷法、喷墨印刷法、凹版印刷法、微接触印刷法、光刻法或喷砂处理来执行形成所述绝缘层图案的步骤。

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