專利名稱：集成薄膜太陽能電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成薄膜太陽能電池及其制造方法，其中構(gòu)成的薄膜劃分成各個(gè)薄膜太陽能單元電池，并且通過構(gòu)圖步驟使它們的薄膜太陽能單元電池串聯(lián)連接以獲得規(guī)定電壓。
背景技術(shù)：
在太陽能電池組件的制造中，必須串聯(lián)規(guī)定數(shù)量的作為基本單元的太陽能電池以得到規(guī)定電壓，并且在晶體硅太陽能電池的情況中，需要通過焊料用銅帶將太陽能電池的前表面和后表面交替連接的排列(stringing)步驟。另一方面，在薄膜太陽能電池如CIS型太陽能電池中，采用通過在基板上構(gòu)圖從而劃分出多個(gè)太陽能電池并且使其串聯(lián)連接形成集成結(jié)構(gòu)這樣的制造工序。
作為CIS薄膜太陽能電池的p型吸光層，已知Cu-III-VI2黃銅礦半導(dǎo)體，如二硒化銅銦(CIS)、二硒化銅銦鎵(CIGS)、二硒硫化銅銦鎵(CIGSS)、具有CIGSS作為表面層的CIGS等，并且具有p型吸光層和pn異質(zhì)結(jié)的集成薄膜太陽能電池被劃分成多個(gè)條形單元電池，從而形成了幾十微米到幾百微米的凹槽或間隙作為互連部分。在用于串聯(lián)連接單元電池的制造步驟中，使用構(gòu)圖步驟(例如，在非專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)1中所描述的)。
非專利文獻(xiàn)1C.Fredric等，The 23th IEEE Photovoltaic SpecialistConference(1993)，pp.437-440。
專利文獻(xiàn)1JP-A-2002-319686
集成薄膜太陽能電池的制造工序包括，例如三個(gè)構(gòu)圖步驟P1、P2和P3。在構(gòu)圖步驟P1中，通過濺射法在絕緣基板上形成鉬等金屬背電極層，然后使用紅外光束(1,064nm)，如釹YAG激光，將金屬背電極劃分成條形。通過同時(shí)汽相淀積法或硒化法在其上形成由Cu-III-VI2黃銅礦半導(dǎo)體形成的p型吸光層，然后通過從溶液中化學(xué)法生長形成由高阻抗透明化合物半導(dǎo)體薄膜形成的緩沖層，從而形成具有堆疊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜。在構(gòu)圖P2中，通過機(jī)械劃線法機(jī)械地除去其一部分而使半導(dǎo)體薄膜(即緩沖層和p型吸光層)劃分成條形。在構(gòu)圖P2中，已一定的位置偏移將膜劃分成與構(gòu)圖P1中劃分的單元電池的數(shù)量相等的數(shù)量。以下述方式完成構(gòu)圖P3在緩沖層上形成由金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜形成的透明導(dǎo)電膜(窗口層)，然后通過機(jī)械劃線法以相對構(gòu)圖P2中的位置的偏移，機(jī)械地部分除去透明導(dǎo)電膜(窗口層)、緩沖層和p型吸光層，從而將它們劃分成條形。結(jié)果，將具有堆疊結(jié)構(gòu)的各太陽能電池劃分成電池單元，其中該堆疊結(jié)構(gòu)具有在其上依次堆疊了p型吸光層、緩沖層和透明導(dǎo)電膜(窗口層)的金屬背電極層，并且使太陽能電池的透明導(dǎo)電膜(窗口層)與相鄰太陽能電池的金屬背電極層串聯(lián)連接。
在通過集成薄膜太陽能電池的傳統(tǒng)制造工序中使用的機(jī)械劃線法劃分部分薄膜的構(gòu)圖步驟中，使用金屬刮刀、切割刀、金屬觸筆或針等作為用于劃分薄膜的工具。例如，在使用能夠準(zhǔn)確劃分的金屬觸筆的情況下，在構(gòu)圖步驟中必須分別對從緩沖層到吸光層或從透明導(dǎo)電層(窗口層)膜到吸光層的薄膜進(jìn)行劃分，并且在其上出現(xiàn)了金屬觸筆刺透作為吸光層的下層的金屬背電極層而暴露出基板的玻璃表面這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決上述問題，并且本發(fā)明的目的是，對于具有堆疊結(jié)構(gòu)的薄膜太陽能電池的連續(xù)制造工序，其中該堆疊結(jié)構(gòu)包含在基板上以規(guī)定數(shù)量串聯(lián)的多個(gè)薄膜太陽能電池，在所述工序中結(jié)合有用于劃分薄膜太陽能電池并且使它們連接的構(gòu)圖步驟，由此使制造工序簡化，相當(dāng)大地降低了制造成本，并且保持了薄膜太陽能電池的換能效率而提高了產(chǎn)量。
而且，本發(fā)明中，在集成薄膜太陽能電池的制造工序中采用的機(jī)械劃線法中使用金屬觸筆，由此可以容易地在短時(shí)間內(nèi)以低設(shè)備成本制造太陽能電池。
而且，本發(fā)明中，在金屬背電極層3和吸光層5之間的邊界上作為副產(chǎn)品形成的超薄薄膜層4用作固體潤滑劑，由此在通過機(jī)械劃線法將薄膜的一部分劃分成條形的構(gòu)圖步驟中，避免了因金屬觸筆刺透作為吸光層下層的金屬背電極層而使基板的玻璃表面暴露出來，因此避免了產(chǎn)品的產(chǎn)量降低。
(1)本發(fā)明為一種集成薄膜太陽能電池，其包括基板和構(gòu)成薄膜，該構(gòu)成薄膜包含基板上的金屬背電極層；具有p型導(dǎo)電性并且設(shè)置在金屬背電極層上作為吸光層的多元素化合物半導(dǎo)體薄膜(此后，稱作吸光層)；具有較寬帶隙、透明的、具有導(dǎo)電性的金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜，其導(dǎo)電性類型與所述多元素化合物半導(dǎo)體薄膜相反，并且作為窗口層提供給多元素化合物半導(dǎo)體薄膜(此后，稱作窗口層)；以及位于吸光層和窗口層之間界面處的緩沖層，其包含混合晶體化合物半導(dǎo)體薄膜。
其中，在金屬背電極層上形成吸光層時(shí)在金屬背電極層和吸光層之間的邊界處附帶形成的超薄薄膜層在隨后的構(gòu)圖步驟中用作固體潤滑劑，從而提供了構(gòu)成薄膜被劃分成薄膜太陽能單元電池并且通過構(gòu)圖使多個(gè)薄膜太陽能單元電池連接的這種結(jié)構(gòu)。
(2)本發(fā)明為根據(jù)上述(1)的集成薄膜太陽能電池，其中在金屬背電極層是鉬的情況下，超薄薄膜層包括硒化鉬或硫化鉬。
(3)本發(fā)明為一種集成薄膜太陽能電池的制造方法，其中集成薄膜太陽能電池包括基板和構(gòu)成薄膜，該構(gòu)成薄膜包含基板上的金屬背電極層；具有p型導(dǎo)電性并且設(shè)置在金屬背電極層上作為吸光層的多元素化合物半導(dǎo)體薄膜(此后，稱作吸光層)；具有較寬帶隙、透明的、具有導(dǎo)電性的金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜，其導(dǎo)電性類型與所述多元素化合物半導(dǎo)體薄膜相反，并且作為窗口層提供給多元素化合物半導(dǎo)體薄膜(此后，稱作窗口層)；以及位于吸光層和窗口層之間界面處的緩沖層，其包含混合晶體化合物半導(dǎo)體薄膜；其中制造工序包括通過以細(xì)線形式去除金屬背電極層的一部分來進(jìn)行構(gòu)圖(形成圖案)的第一構(gòu)圖步驟；通過以第一構(gòu)圖步驟中形成的圖案為參考位置偏移規(guī)定量，以細(xì)線形式去除吸光層的一部分或去除吸光層和緩沖層的一部分來進(jìn)行構(gòu)圖(形成圖案)的第二構(gòu)圖步驟；以及通過以第一構(gòu)圖步驟或第二構(gòu)圖步驟中形成的圖案為參考位置偏移規(guī)定量，以細(xì)線形式去除吸光層、緩沖層和窗口層的一部分來進(jìn)行構(gòu)圖(形成圖案)的第三構(gòu)圖步驟；其中，通過使用具有尖頭端的金屬觸筆進(jìn)行機(jī)械劃線以去除目標(biāo)堆疊薄膜層的一部分這種機(jī)械劃線法進(jìn)行第二構(gòu)圖步驟和第三構(gòu)圖步驟，其中利用在形成吸光層時(shí)在金屬背電極層的表面上附帶形成的超薄薄膜層作為固體潤滑劑，通過機(jī)械劃線，滑動(dòng)金屬觸筆的尖端以去除直到吸光層的各層；以及其中依次進(jìn)行第一構(gòu)圖步驟、第二構(gòu)圖步驟和第三構(gòu)圖步驟，從而機(jī)械地去除目標(biāo)薄膜太陽能電池的構(gòu)成薄膜層，并且形成將薄膜太陽能電池劃分成條形單元電池的凹槽或間隙，由此得到集成薄膜太陽能電池，其結(jié)構(gòu)中包含了以規(guī)定數(shù)量串聯(lián)連接的劃分開的單元電池。
(4)本發(fā)明為根據(jù)上述(3)的集成薄膜太陽能電池的制造方法，其中在金屬背電極層為例如鉬的金屬的情況下，通過激光法進(jìn)行第一構(gòu)圖步驟。
(5)本發(fā)明為根據(jù)上述(3)的集成薄膜太陽能電池的制造方法，其中在金屬背電極層為鉬的情況下，在金屬背電極層的表面上附帶形成的超薄薄膜層為硒化鉬或硫化鉬。
(6)本發(fā)明為根據(jù)上述(3)的集成薄膜太陽能電池的制造方法，其中在第二構(gòu)圖步驟和第三構(gòu)圖步驟中形成的凹槽或間隙的寬度為30到50μm且長度為1m以上，并且具有良好的直線性，并且以接近的位置關(guān)系形成多個(gè)凹槽或間隙。
本發(fā)明中，對于薄膜太陽能電池的連續(xù)制造工序，其中該薄膜太陽能電池具有在基板上包含以規(guī)定數(shù)量串聯(lián)連接的多個(gè)薄膜太陽能電池的堆疊結(jié)構(gòu)，在所述工序中結(jié)合有用于劃分薄膜太陽能電池且使其連接的構(gòu)圖步驟，由此使制造工序簡化，相當(dāng)大地降低了制造成本，并且保持了薄膜太陽能電池的換能效率而提高了產(chǎn)量。
而且，在本發(fā)明中，在集成薄膜太陽能電池的制造工序中采用的機(jī)械劃線法中使用金屬觸筆，由此可以容易地在短時(shí)間內(nèi)以低設(shè)備成本制造太陽能電池。
而且，在本發(fā)明中，在金屬背電極層3和吸光層5之間的邊界處附帶形成的超薄薄膜層4用作固體潤滑劑，由此在通過機(jī)械劃線法將薄膜的一部分劃分成條形的構(gòu)圖步驟中，避免了因金屬觸筆刺透作為吸光層下層的金屬背電極層而使基板的玻璃表面暴露出來，結(jié)果可以避免產(chǎn)品的產(chǎn)量降低。


圖1中(a)為在用于制造本發(fā)明的集成薄膜太陽能電池的工序中進(jìn)行構(gòu)圖P1之后的狀態(tài)視圖(橫截面視圖)，(b)為在用于制造本發(fā)明的集成薄膜太陽能電池的工序中進(jìn)行構(gòu)圖P2之后的狀態(tài)視圖(橫截面視圖)，(c)為在用于制造本發(fā)明的集成薄膜太陽能電池的工序中進(jìn)行構(gòu)圖P3之后的狀態(tài)視圖(橫截面視圖)。
圖2為示出本發(fā)明的集成薄膜太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)的視圖。
圖3為示出在用于制造本發(fā)明的集成薄膜太陽能電池的工序中通過構(gòu)圖P1、P2和P3形成的集成薄膜太陽能電池的圖案狀態(tài)的視圖。
圖4為示出用透射電子顯微鏡觀察到的在本發(fā)明的集成薄膜太陽能電池中起到固體潤滑劑作用的超薄薄膜層(在金屬背電極層為鉬的情況下形成的是硒化鉬)的狀態(tài)的視圖。
圖5為在通過本發(fā)明的制造集成薄膜太陽能電池的方法制造的集成薄膜太陽能電池中，在形成緩沖層之前實(shí)施構(gòu)圖P2的薄膜太陽能電池和在形成緩沖層之后實(shí)施構(gòu)圖P2的薄膜太陽能電池之間的換能效率的比較圖。
圖6為示出用于制造集成薄膜太陽能電池的常規(guī)工序中構(gòu)圖步驟順序的視圖(橫截面視圖)。
在圖中，附圖標(biāo)記1表示薄膜太陽能電池，2表示基板，3表示金屬背電極層，4表示超薄薄膜層(固體潤滑劑層)，5表示吸光層(p型多元素半導(dǎo)體薄膜)，6表示緩沖層(混合晶體化合物半導(dǎo)體薄膜)，以及7表示窗口層(n型透明導(dǎo)電膜)。
具體實(shí)施例方式
如圖2中所示，本發(fā)明的集成薄膜太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)為具有堆疊結(jié)構(gòu)的集成薄膜太陽能電池1，其堆疊結(jié)構(gòu)中包括基板2和構(gòu)成薄膜，所述構(gòu)成薄膜包含基板2上的金屬背電極層3；具有p型導(dǎo)電性并且設(shè)置在金屬背電極層3上作為吸光層的多元素化合物半導(dǎo)體薄膜5；具有較寬帶隙、透明的、具有導(dǎo)電性的金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜7，其導(dǎo)電性類型與多元素化合物半導(dǎo)體薄膜5相反，并且作為窗口層提供在多元素化合物半導(dǎo)體薄膜5上；以及位于在吸光層5和窗口層7之間界面上的緩沖層6，其包含混合晶體化合物半導(dǎo)體薄膜并且具有高阻抗。在金屬背電極層3上形成吸光層5時(shí)，在金屬背電極層3和吸光層5之間的界面上附帶形成了超薄薄膜層4。在本發(fā)明中，超薄薄膜層4在用于劃分成薄膜太陽能單元電池并且使多個(gè)薄膜太陽能單元電池連接的構(gòu)圖步驟中用作固體潤滑劑。在金屬背電極層為鉬的情況下，超薄薄膜層4是硒化鉬或硫化鉬。如圖4所示，在超薄薄膜層4為硒化鉬的情況下，其厚度為100到200nm(0.1到0.2μm)。
吸光層5由Cu-III-VI2黃銅礦半導(dǎo)體，如二硒化銅銦(CIS)、二硒化銅銦鎵(CIGS)、二硒硫化銅銦鎵(CIGSS)、具有CIGSS作為表面層的CIGS等形成。
下面描述用于制造本發(fā)明的具有堆疊結(jié)構(gòu)的集成薄膜太陽能電池的方法。
在用于制造本發(fā)明的集成薄膜太陽能電池的方法中，如圖1所示，對于具有堆疊結(jié)構(gòu)的集成薄膜太陽能電池的連續(xù)制造工序，其中該堆疊結(jié)構(gòu)中在基板上包括以規(guī)定數(shù)量串聯(lián)連接的多個(gè)薄膜太陽能電池，在該工序中結(jié)合有用于劃分薄膜太陽能電池并且使它們連接的三個(gè)構(gòu)圖步驟P1、P2和P3，由此可以得到具有高換能效率的太陽能電池的制造方法。
在作為第一圖案形成步驟的構(gòu)圖P1中，如圖1(a)所示，通過濺射法在由玻璃等形成的絕緣基板2上形成由例如鉬的金屬形成的金屬背電極層3，然后使用激光束將金屬背電極層劃分成條形。在金屬背電極層由金屬(例如鉬)形成的情況下，激光法適合于構(gòu)圖P1。
在作為第二圖案形成步驟的構(gòu)圖P2中，如圖1(b)所示，通過同時(shí)汽相淀積法或硒化法，在經(jīng)過構(gòu)圖P1的金屬背電極層3上形成由Cu-III-VI2黃銅礦半導(dǎo)體形成的p型吸光層5之后(即，在形成緩沖層之前)，或者在形成p型吸光層5，并形成由高抗阻透明化合物半導(dǎo)體薄膜形成的緩沖層6以提供具有堆疊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜之后(即，在形成緩沖層之后)，通過機(jī)械劃線法機(jī)械地去除緩沖層6和p型吸光層5的一部分，從而將p型吸光層5、或者將緩沖層6和p型吸光層5劃分成條形。在構(gòu)圖P2中，如圖3中所示，以一定的位置偏移，將膜構(gòu)圖成與在構(gòu)圖P1中劃分的單元電池的數(shù)量相同的數(shù)量。
在形成吸光層5之后(即形成緩沖層之前)進(jìn)行構(gòu)圖P2的情況(A)和在形成吸光層5和緩沖層6之后(即形成緩沖層之后)進(jìn)行構(gòu)圖P2的情況(B)進(jìn)行比較時(shí)，如圖5中所示，在薄膜太陽能電池的換能效率方面，在形成緩沖層之前進(jìn)行構(gòu)圖P2的情況和在形成緩沖層之后進(jìn)行構(gòu)圖P2的情況之間沒有差別，因此，構(gòu)圖P2既可以在形成緩沖層之前進(jìn)行，也可以在形成緩沖層之后進(jìn)行。結(jié)果，使構(gòu)圖P2中的自由度增大，從而能夠在形成緩沖層之后形成窗口層，而無需干燥步驟，由此實(shí)現(xiàn)了成本的降低和操作的簡化。
如圖1(c)所示，以下述方式完成構(gòu)圖P3在緩沖層6上形成由金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜形成的透明導(dǎo)電膜，將其設(shè)置為窗口層6，然后相對于構(gòu)圖P1或構(gòu)圖P2中的位置進(jìn)行偏移，通過機(jī)械劃線法使用金屬觸筆等，機(jī)械地部分去除窗口層6、緩沖層6和p型吸光層5，從而將它們劃分成條形。結(jié)果，將每個(gè)具有堆疊結(jié)構(gòu)的太陽能電池劃分成電池單元，其中堆疊結(jié)構(gòu)包括在其上依次堆疊了p型吸光層5、緩沖層6和窗口層7的金屬背電極層3，太陽能電池的窗口層7與相鄰太陽能電池的金屬背電極層3串聯(lián)連接。
在由多元素半導(dǎo)體薄膜形成的吸光層5的形成工序中硫族元素(如硒和硫)與金屬背電極層3發(fā)生反應(yīng)時(shí)，在金屬背電極層3的表面上附帶形成了具有固體潤滑劑作用的超薄薄膜層4。在金屬背電極層是鉬的情況下，超薄薄膜層4為硒化鉬或硫化鉬。在本發(fā)明中，附帶形成的超薄薄膜層4在通過機(jī)械劃線法使用金屬觸筆的構(gòu)圖P2和P3中積極地起到固體潤滑劑的作用，通過滑動(dòng)金屬觸筆的尖端對其機(jī)械地進(jìn)行劃線從而去除直到吸光層5的各層，由此可以避免金屬觸筆刺透金屬背電極層3而使作為基板的玻璃表面暴露出來這樣的問題發(fā)生。
實(shí)施例在形成圖案P2時(shí)，尋找在構(gòu)圖P1中形成的第一凹槽，并且將其位置作為參考，通過偏移操作確定形成構(gòu)圖P2中第一凹槽的起始位置。在形成圖案P3時(shí)，尋找在構(gòu)圖P1或構(gòu)圖P2中形成的第一凹槽，并且將其位置作為參考，通過適當(dāng)?shù)钠拼_定形成構(gòu)圖P3中第一凹槽的起始位置。
在形成圖案P2時(shí)，使用CCD照相機(jī)尋找在構(gòu)圖P1中形成的第一凹槽，并且參考線，即在構(gòu)圖P1中形成的第一凹槽，以及在構(gòu)圖P2的構(gòu)圖步驟中形成的凹槽顯示在監(jiān)視屏上，通過比較參考線和凹槽來評價(jià)構(gòu)圖P2中的直線性。在形成圖案P3時(shí)，使用CCD照相機(jī)尋找在構(gòu)圖P1或構(gòu)圖P2中形成的第一凹槽，并且參考線，即在構(gòu)圖P1或構(gòu)圖P2中形成的第一凹槽，以及在構(gòu)圖P3的構(gòu)圖步驟中形成的凹槽顯示在監(jiān)視屏上，通過比較參考線和凹槽來評價(jià)構(gòu)圖P3中的直線性。而且，刻度顯示在監(jiān)視屏上，那么可以根據(jù)該刻度測量圖案P2和圖案P3的直線性和圖案寬度，用于評價(jià)它們。
本申請基于2003年12月25日提交的日本專利申請(日本專利申請No.2003-428811)，其內(nèi)容結(jié)合在此作為參考。
工業(yè)實(shí)用性在本發(fā)明中，對于具有堆疊結(jié)構(gòu)的薄膜太陽能電池的連續(xù)制造工序，其中該堆疊結(jié)構(gòu)包括在基板上以規(guī)定數(shù)量串聯(lián)連接的多個(gè)薄膜太陽能電池，在該工序中結(jié)合有用于劃分薄膜太陽能電池并且使它們連接的構(gòu)圖步驟，由此可以使制造工序簡化，相當(dāng)大地降低了制造成本，并且在維持薄膜太陽能電池的換能效率的情況下提高了產(chǎn)量。
而且，在本發(fā)明中，在集成薄膜太陽能電池的制造工序中使用的機(jī)械劃線法中，使用金屬觸筆，由此可以容易地在短時(shí)間內(nèi)以低設(shè)備成本制造太陽能電池。
而且，在本發(fā)明中，在金屬背電極層3和吸光層5之間的邊界上形成的副產(chǎn)品超薄薄膜層4用作固體潤滑劑，由此在通過機(jī)械劃線法將薄膜的一部分劃分成條形的構(gòu)圖步驟中，避免了因金屬觸筆刺透作為吸光層下層的金屬背電極層而使基板的玻璃表面暴露出來，結(jié)果可以避免產(chǎn)品的產(chǎn)量降低。
鑒于上述特別效果，所以本發(fā)明具有重要的工業(yè)實(shí)用性。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種集成薄膜太陽能電池，其包括基板和構(gòu)成薄膜，所述構(gòu)成薄膜包含基板上的金屬背電極層；具有p型導(dǎo)電性并且設(shè)置在金屬背電極層上作為吸光層的多元素化合物半導(dǎo)體薄膜(此后，稱作吸光層)；具有較寬帶隙、透明的、具有導(dǎo)電性的金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜，其導(dǎo)電性類型與所述多元素化合物半導(dǎo)體薄膜相反，并且作為窗口層提供給所述多元素化合物半導(dǎo)體薄膜(此后，稱作窗口層)；以及位于吸光層和窗口層之間界面處的緩沖層，其包含混合晶體化合物半導(dǎo)體薄膜，其中，在金屬背電極層上形成吸光層時(shí)在金屬背電極層和吸光層之間的邊界處附帶形成的超薄薄膜層在隨后的構(gòu)圖步驟中用作固體潤滑劑，從而提供了所述構(gòu)成薄膜被劃分成薄膜太陽能單元電池并且通過構(gòu)圖使多個(gè)薄膜太陽能單元電池連接起來的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的集成薄膜太陽能電池，其中，在所述金屬背電極層是鉬的情況下，所述超薄薄膜層包括硒化鉬或硫化鉬。
3.一種集成薄膜太陽能電池的制造方法，所述集成薄膜太陽能電池包括基板和構(gòu)成薄膜，所述構(gòu)成薄膜包含基板上的金屬背電極層；具有p型導(dǎo)電性并且設(shè)置在金屬背電極層上作為吸光層的多元素化合物半導(dǎo)體薄膜；具有較寬帶隙、透明的、具有導(dǎo)電性的金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜，其導(dǎo)電性類型與所述多元素化合物半導(dǎo)體薄膜相反，并且作為窗口層提供在所述多元素化合物半導(dǎo)體薄膜上；以及位于吸光層和窗口層之間界面處的緩沖層，其包含混合晶體化合物半導(dǎo)體薄膜，其中，該制造方法包括通過以細(xì)線形式去除金屬背電極層的一部分來進(jìn)行構(gòu)圖(形成圖案)的第一構(gòu)圖步驟；通過以第一構(gòu)圖步驟中形成的圖案為參考位置偏移規(guī)定量，以細(xì)線形式去除吸光層的一部分或者去除吸光層和緩沖層的一部分來進(jìn)行構(gòu)圖(形成圖案)的第二構(gòu)圖步驟；以及通過以第一構(gòu)圖步驟或第二構(gòu)圖步驟中形成的圖案為參考位置偏移規(guī)定量，以細(xì)線形式去除吸光層、緩沖層和窗口層的一部分來進(jìn)行構(gòu)圖(形成圖案)的第三構(gòu)圖步驟；其中，通過使用具有尖頭端的金屬觸筆進(jìn)行機(jī)械劃線以去除目標(biāo)堆疊薄膜層的一部分這種機(jī)械劃線法進(jìn)行第二構(gòu)圖步驟和第三構(gòu)圖步驟，其中利用形成吸光層時(shí)在金屬背電極層的表面上附帶形成的超薄薄膜層作為固體潤滑劑，通過機(jī)械劃線，滑動(dòng)金屬觸筆的尖端以去除直到吸光層的各層，以及其中按順序進(jìn)行第一構(gòu)圖步驟、第二構(gòu)圖步驟和第三構(gòu)圖步驟，從而機(jī)械地去除目標(biāo)薄膜太陽能電池的構(gòu)成薄膜層，并且形成將薄膜太陽能電池劃分成條形單元電池的凹槽或間隙，由此得到集成薄膜太陽能電池，其結(jié)構(gòu)中包含規(guī)定數(shù)量串聯(lián)連接的劃分開的單元電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的集成薄膜太陽能電池的制造方法，其中，在金屬背電極層為例如鉬的金屬的情況下，通過激光法進(jìn)行第一構(gòu)圖步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的集成薄膜太陽能電池的制造方法，其中，在金屬背電極層為鉬的情況下，在金屬背電極層的表面上附帶形成的超薄薄膜層為硒化鉬或硫化鉬。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的集成薄膜太陽能電池的制造方法，其中，在第二構(gòu)圖步驟和第三構(gòu)圖步驟中形成的凹槽或間隙的寬度為30到50μm且長度為1m以上，并且具有良好的直線性，并且以接近的位置關(guān)系形成多個(gè)所述凹槽或間隙。
全文摘要
本發(fā)明要解決的問題是避免基板在機(jī)械構(gòu)圖時(shí)受到金屬觸筆的損壞。在本發(fā)明中，將通過依次堆疊基板(2)、背面電極層(3)、多元素化合物半導(dǎo)體薄膜(吸光層)(5)、具有高阻抗的透明緩沖層(6)以及透明且導(dǎo)電的窗口層(7)而得到的薄膜劃分成各個(gè)單元電池，各個(gè)單元電池彼此串聯(lián)連接以獲得規(guī)定電壓，并且包括劃分背面電極層(3)的構(gòu)圖(P1)、劃分吸光層(5)或劃分吸光層(5)和緩沖層(6)的構(gòu)圖(P2)以及從窗口層(7)中劃分開直到吸光層(5)的構(gòu)圖(P3)，其中在構(gòu)圖(P2，P3)中，在吸光層的形成步驟中通過與硫族元素的反應(yīng)在背面電極層(3)的表面上附帶形成了超薄薄膜層(4)，在用金屬觸筆機(jī)械地去除構(gòu)成薄膜層而形成凹槽的時(shí)候超薄薄膜層(4)用固體作潤滑劑。
文檔編號(hào)H01L27/142GK1918711SQ20048004093
公開日2007年2月21日 申請日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月25日
發(fā)明者櫛屋勝巳, 田知行宗賴 申請人:昭和殼牌石油株式會(huì)社