技术领域
[0001] 本
发明涉及
半导体技术领域，具体而言，涉及一种
太阳能电池制作方法。
背景技术
[0002] 太阳能作为可再生、清洁
能源，被广泛关注。其中，通过半导体技术制造得到的太阳能电池因具有光电转换特性，而作为太阳能应用的一种常用器件。并且，太阳能电池一般由多个电池单元组成。考虑到单个电池单元的
输出电压降低，一般通过将多个电池单元进行
串联连接以提高太阳能电池的输出电压。
[0003] 经
发明人研究发现，
现有技术中通过在制备的太阳能电池外侧使用网版印刷导电
银浆，以使各电池单元串联连接。该方法可以保证太阳能电池整体的输出电压满足供电要求，但是，由于需要印刷导电银浆而导致制造成本高问题。并且，由于导电银浆印刷于太阳能电池的外侧，因而，存在着因受
热膨胀而导致使用寿命低的问题。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种太阳能电池制作方法，以改善通过现有技术制备的太阳能电池存在制造成本、使用寿命低的问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明
实施例采用如下技术方案：
[0006] 一种太阳能电池制作方法，包括：
[0007] 在柔性
基板的上方
位置的一面制作
电极层，其中，所述电极层的厚度为500-1000nm；
[0008] 对所述电极层进行
激光切割处理，以得到多个间隔设置的背电极；
[0009] 在所述电极层的上方位置的一面制作吸收层，在所述吸收层的上方位置的一面制作
缓冲层，并在所述缓冲层的上方位置的一面制作高阻抗层，其中，所述吸收层的厚度为1000-2000nm，所述缓冲层的厚度为50-200nm，所述高阻抗层的厚度为50-200nm；
[0010] 对所述高阻抗层、所述缓冲层和所述吸收层进行第一机械切割处理，以形成多个间隔区域；
[0011] 在所述高阻抗层的上方位置的一面制作低阻抗层，其中，所述低阻抗层填充各所述间隔区域，且所述低阻抗层在所述间隔区域以外的部分的厚度为500-1500nm；
[0012] 对所述低阻抗层、所述高阻抗层、所述缓冲层和所述吸收层进行第二机械切割处理，以得到多个电池单元；
[0013] 其中，在任意相邻两个电池单元中一个电池单元的低阻抗层通过对应的间隔区域与另一个电池单元的背电极
接触设置，以使相邻两个电池单元串联连接。
[0014] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述太阳能电池制作方法中，在所述电极层的上方位置的一面制作吸收层的步骤包括：
[0015] 在所述电极层的上方位置的一面通过富
铜的具有
黄铜矿结构的I-III-VI2多元素
合金单一靶材制作形成富铜
薄膜；
[0016] 在所述富铜薄膜的上方位置的一面通过贫铜的具有黄铜矿结构的I-III-VI2多元素合金单一靶材制作形成贫铜薄膜，以形成包括富铜薄膜和贫铜薄膜的吸收层。
[0017] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述太阳能电池制作方法中，所述具有黄铜矿结构的I-III-VI2多元素合金单一靶材为CuInxGa1-xSe2合金单一靶材。
[0018] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述太阳能电池制作方法中，在所述富铜的具有黄铜矿结构的I-III-VI2多元素合金单一靶材中铜
原子的
质量比例为25％-28％、硒原子的质量比例为45％-50％；
[0019] 在所述贫铜的具有黄铜矿结构的I-III-VI2多元素合金单一靶材中铜原子的质量比例为20％-24％、硒原子的质量比例为48％-53％。
[0020] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述太阳能电池制作方法中，制作所述富铜薄膜和所述贫铜薄膜的方式为
真空磁控
溅射法并通入掺有5％O2的Ar气体，以沉积形成包括-3富铜薄膜和贫铜薄膜的吸收层的厚度为1500-2000nm，其中，溅射参数为1-5*10 Torr、衬底的
温度保持在350-450℃。
[0021] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述太阳能电池制作方法中，在执行在所述富铜薄膜的上方位置的一面通过贫铜的具有黄铜矿结构的I-III-VI2多元素合金单一靶材制作形成贫铜薄膜的步骤之后，在所述电极层的上方位置的一面制作吸收层的步骤还包括：
[0022] 在真空环境对包括富铜薄膜和贫铜薄膜的吸收层进行
退火处理，其中，退火温度为520-600℃，退火时间为55-90s。
[0023] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述太阳能电池制作方法中，在所述吸收层的上方位置的一面制作缓冲层的步骤包括：
[0024] 通过真空
磁控溅射法并通入Ar气体在所述吸收层的上方位置的一面沉积In2Se3、In2S3或ZnS，以形成厚度为50-200nm的缓冲层，其中，溅射参数为1-5*10-3Torr、衬底的温度为室温。
[0025] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述太阳能电池制作方法中，在所述缓冲层的上方位置的一面制作高阻抗层的步骤包括：
[0026] 在所述缓冲层的上方位置的一面沉积本征
氧化锌，以形成厚度为50-200nm的高阻抗层，其中，沉积本征氧化锌的方式为真空磁控溅射法并通入Ar气体，且溅射参数为1-5*10-3Torr、溅射
频率为400k-2MHz、衬底的温度为室温。
[0027] 在本发明实施例较佳的选择中，在上述太阳能电池制作方法中，在所述高阻抗层的上方位置的一面制作低阻抗层的步骤包括：
[0028] 在所述高阻抗层的上方位置的一面沉积掺
铝氧化锌，以形成厚度为800nm的低阻抗层，其中，沉积掺铝氧化锌的方式为真空磁控溅射法并通入掺有5％O2的Ar气体，且溅射-3参数为1-5*10 Torr、衬底的温度为室温。
[0029] 本发明实施例还提供了另一种太阳能电池制作方法，包括：
[0030] 在具有
导电性质的柔性基板的上方位置的一面制作绝缘层，并在所述绝缘层的上方位置的一面制作电极层，其中，所述绝缘层的厚度为1-10um，所述电极层的厚度为500-1000nm；
[0031] 对所述电极层进行激光切割处理，以得到多个间隔设置的背电极；
[0032] 在所述电极层的上方位置的一面制作吸收层，在所述吸收层的上方位置的一面制作缓冲层，并在所述缓冲层的上方位置的一面制作高阻抗层，其中，所述吸收层的厚度为1000-2000nm，所述缓冲层的厚度为50-200nm，所述高阻抗层的厚度为50-200nm；
[0033] 对所述高阻抗层、所述缓冲层和所述吸收层进行第一机械切割处理，以形成多个间隔区域；
[0034] 在所述高阻抗层的上方位置的一面制作低阻抗层，其中，所述低阻抗层填充各所述间隔区域，且所述低阻抗层在所述间隔区域以外的部分的厚度为500-1500nm；
[0035] 对所述低阻抗层、所述高阻抗层、所述缓冲层和所述吸收层进行第二机械切割处理，以得到多个电池单元；
[0036] 其中，在任意相邻两个电池单元中一个电池单元的低阻抗层通过对应的间隔区域与另一个电池单元的背电极接触设置，以使相邻两个电池单元串联连接。
[0037] 本发明提供的太阳能电池制作方法，通过激光切割、第一机械切割以及第二机械切割处理，以使任意相邻两个电池单元中一个电池单元的低阻抗层通过对应的间隔区域与另一个电池单元的背电极接触设置，并使相邻两个电池单元在内部形成串联连接的关系，在避免印刷导电银浆而存在制造成本高和使用寿命低的问题的同时，由于电池单元之间的串联连接在太阳能电池的内部形成，因而，还具有
电阻率低的优势。
[0038] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附
附图，作详细说明如下。
附图说明
[0039] 图1为本发明实施例提供的太阳能电池制作方法的流程示意图。
[0040] 图2为通过图1所示的太阳能制作方法得到的太阳能电池的结构示意图。
[0041] 图3为图1中通过步骤S120制作得到的太阳能电池的结构示意图。
[0042] 图4为图1中步骤S130的流程示意图。
[0043] 图5为图1中步骤S140制作得到的太阳能电池的结构示意图。
[0044] 图6为本发明实施例提供的另一种太阳能电池制作方法的流程示意图。
[0045] 图7为通过图6所示的太阳能制作方法得到的太阳能电池的结构示意图。
[0046] 图标：100-太阳能电池；110-柔性基板；120-电极层；130-吸收层；140-缓冲层；150-高阻抗层；160-低阻抗层；170-绝缘层。
具体实施方式
[0047] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0048] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的
选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0049] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。
[0050] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0051] 如图1所示，本发明实施例提供了一种太阳能电池制作方法，以制作如图2所示的太阳能电池100。其中，该太阳能电池制作方法可以包括步骤S110-步骤S160。下面将结合图1对该太阳能电池制作方法包括的各流程步骤进行详细的说明。
[0052] 步骤S110，在柔性基板110的上方位置的一面制作电极层120。
[0053] 可选地，所述柔性基板110的材料不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，只要具有一定的柔性以使制造的太阳能电池100具有柔性即可，例如，既可以是不锈
钢片、铜箔、铝箔、
钛箔与钼箔等导电材料且
覆盖有绝缘材料，也可以是聚酰亚胺等绝缘材料。
[0054] 在本实施例中，所述电极层120的厚度(H1)可以为500-1000nm。其中，所述电极层120的材料不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以包括，但不限于钼、铂、金、铝、镍、银或铜等金属材料。考虑到所述电极层120需要和相邻的吸收层130形成良好的
欧姆接触以保证
电流的有效传导，所述电极层120可以是通过钼制作形成的钼材料层。
[0055] 并且，制作所述电极层120的方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以包括，但不限于磁控溅射法、
化学气相沉积法或者化学电
镀法。
[0056] 步骤S120，对所述电极层120进行激光切割处理，以得到多个间隔设置的背电极。
[0057] 结合图3，在本实施例中，可以通过激光对所述电极层120进行切割处理，以得到多个背电极。其中，各所述背电极间隔设置，以分别作为一个电池单元的一个电极。例如，在需要制作包括三个串联的电池单元的太阳能电池100时，可以对所述电极层120的两个不同位置进行切割处理，以得到通过两个间隔通道分离的三个背电极。
[0058] 可选地，通过进行激光切割处理以形成的间隔通道的宽度不受限制，也就是说，相邻两个背电极之间的距离不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以根据实际应用中的制造工艺的
精度或制造的太阳能电池100的品质需求等因素进行设置。在一种示例中，通过激光切割处理形成的间隔通道的宽度为L1，其中，L1可以是35-55um。
[0059] 步骤S130，在所述电极层120的上方位置的一面制作吸收层130，在所述吸收层130的上方位置的一面制作缓冲层140，并在所述缓冲层140的上方位置的一面制作高阻抗层150。
[0060] 在本实施例中，所述吸收层130还可以填充于通过步骤S120形成的间隔通道，以使相邻两个电池单元间隔设置。并且，所述吸收层130在所述间隔通道以外的区域的厚度(H2)可以为1000-2000nm，所述缓冲层140的厚度(H3)可以为50-200nm，所述高阻抗层150的厚度(H4)可以为50-200nm。
[0061] 可选地，制作所述吸收层130的方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。在本实施例中，结合图4，可以通过步骤S131和步骤S133制作得到包括有富铜薄膜和贫铜薄膜的吸收层130。
[0062] 步骤S131，在所述电极层120的上方位置的一面通过富铜的具有黄铜矿结构的I-III-VI2多元素合金单一靶材制作形成富铜薄膜。
[0063] 步骤S133，在所述富铜薄膜的上方位置的一面通过贫铜的具有黄铜矿结构的I-III-VI2多元素合金单一靶材制作形成贫铜薄膜。
[0064] 在本实施例中，所述具有黄铜矿结构的I-III-VI2多元素合金单一靶材可以为CuInxGa1-xSe2合金单一靶材。
[0065] 可选地，在富铜或贫铜的具有黄铜矿结构的I-III-VI2多元素合金单一靶材中，铜原子和硒原子的质量比例不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。在本实施例中，在所述富铜的具有黄铜矿结构的I-III-VI2多元素合金单一靶材中铜原子的质量比例可以为25％-28％、硒原子的质量比例可以为45％-50％。在所述贫铜的具有黄铜矿结构的I-III-VI2多元素合金单一靶材中铜原子的质量比例可以为20％-24％、硒原子的质量比例可以为
48％-53％。
[0066] 可选地，制作所述富铜薄膜和所述贫铜薄膜的方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。在本实施例中，所述富铜薄膜和所述贫铜薄膜的制作方式为真空磁控溅射法并通入掺有5％O2的Ar气体。
[0067] 其中，溅射参数可以为1-5*10-3Torr，衬底的温度可以保持在350-450℃。并且，包括有富铜薄膜和贫铜薄膜的吸收层130的厚度可以进一步地优选为1500-2000nm。
[0068] 进一步地，在执行步骤S133之后，制作所述吸收层130的步骤还可以包括步骤S135，以通过加热的方式进行退火处理，以提高吸收层130的结晶状态，进而提高吸收层130的
光伏发电效率。
[0069] 步骤S135，在真空环境对包括富铜薄膜和贫铜薄膜的吸收层130进行退火处理。
[0070] 在本实施例中，进行退火处理时，退火温度可以为520-600℃，退火时间可以为55-90s。
[0071] 可选地，制作所述缓冲层140的方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，根据所述缓冲层140的材料不同可以有不同的选择。在本实施例中，在所述缓冲层140的材料为In2Se3、In2S3或ZnS时，可以通过真空磁控溅射法并通入Ar气体在所述吸收层130的上方位置的一面沉积In2Se3、In2S3或ZnS，以形成所述缓冲层140。并且，通过采用In2Se3、In2S3或ZnS材料，还可以避免现有技术中因采用含镉材料而存在污染环境的问题。
[0072] 其中，通过真空磁控溅射法制作所述缓冲层140时，溅射参数可以为1-5*10-3Torr，衬底的温度可以为室温。并且，制作的缓冲层140的厚度不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。在本实施例中，制作形成的缓冲层140的厚度可以为50-200nm。
[0073] 可选地，制作所述高阻抗层150的方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，根据所述高阻抗层150的材料不同可以有不同的选择。在本实施例中，在所述高阻抗层150的材料为本征氧化锌时，可以通过真空磁控溅射法并通入Ar气体在所述缓冲层140的上方位置的一面沉积本征氧化锌，以形成高阻抗层150。
[0074] 其中，通过真空磁控溅射法制作所述高阻抗层150时，溅射参数可以为1-5*10-3
Torr，溅射频率可以为400k-2MHz，衬底的温度可以为室温。并且，制作的高阻抗层150的厚度不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。在本实施例中，制作形成的高阻抗层150的厚度可以为50-200nm。
[0075] 步骤S140，对所述高阻抗层150、所述缓冲层140和所述吸收层130进行第一机械切割处理，以形成多个间隔区域。
[0076] 在本实施例中，进行第一机械切割处理的位置不受限制，可以根据实际应用需求进行设置。例如，针对任意一个电池单元内的间隔区域，该区域的一端应贯穿至相邻的另一电池单元的背电极。
[0077] 其中，通过第一机械切割处理形成的间隔区域的宽度不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以根据实际应用中的制造工艺精度或制造的太阳能电池100的质量需求进行设置。在一种示例中，该间隔区域的宽度可以为L2，其中，L2可以为30-90um。
[0078] 步骤S150，在所述高阻抗层150的上方位置的一面制作低阻抗层160。
[0079] 在本实施例中，所述低阻抗层160填充各所述间隔区域，以使任意相邻两个电池单元中一个电池单元的低阻抗层160通过对应的间隔区域与另一个电池单元的背电极接触设置，以使相邻两个电池单元串联连接。
[0080] 可选地，所述低阻抗层160的厚度不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，所述低阻抗层160在所述间隔区域以外的部分的厚度(H5)可以为500-1500nm。并且，在所述低阻抗层160的材料为掺铝氧化锌时，所述低阻抗层160在所述间隔区域以外的部分的厚度可以为800nm。
[0081] 可选地，制作所述低阻抗层160的方式不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，根据所述低阻抗层160的材料不同，可以有不同的选择。在本实施例中，在所述低阻抗层160的材料为掺铝氧化锌时，可以通过真空磁控溅射法并通入掺有5％O2的Ar气体在所述高阻抗层150的上方位置的一面沉积掺铝氧化锌，以形成所述低阻抗层160。
[0082] 其中，通过真空磁控溅射法制作所述低阻抗层160时，溅射参数可以为1-5*10-3Torr，衬底的温度可以为室温。
[0083] 步骤S160，对所述低阻抗层160、所述高阻抗层150、所述缓冲层140和所述吸收层130进行第二机械切割处理，以得到多个电池单元。
[0084] 结合图5，在本实施例中，通过第二机械切割处理形成的间隔通道，可以贯穿至所述电极层120，以使所述低阻抗层160、所述高阻抗层150、所述缓冲层140和所述吸收层130分别形成多个相互间隔的部分，其中，一个部分对应形成一个电池单元。
[0085] 其中，通过第二机械切割处理形成的间隔通道的宽度不受限制，可以根据实际应用需求进行设置，例如，可以根据实际应用中的制造工艺精度或制造的太阳能电池100的质量需求进行设置。在一种示例中，该间隔通道的宽度可以为L3，其中，L3可以为30-90um。
[0086] 并且，相邻的通过第一机械切割处理形成的间隔区域与通过激光切割处理形成的间隔通道之间的中心间距(L4)不受限制，相邻的通过第一机械切割处理形成的间隔区域与通过第二机械切割处理形成的间隔通道之间的中心间距(L5)不受限制，相邻的两个通过第二机械切割处理形成的间隔通道之间的间距(L6)不受限制，可以根据实际应用中的制造工艺的精度或制造的太阳能电池100的品质进行设置。在一种示例中，L4可以为160-200um，L5可以为130-170um，L6可以为5mm。
[0087] 结合图6，本发明实施例还提供另一种太阳能电池制作方法，以制作如图7所示的太阳能电池100。其中，该太阳能电池制作方法可以包括步骤S210-步骤S260。下面将结合图6对该太阳能电池制作方法包括的各流程步骤进行详细的说明。
[0088] 步骤S210，在具有导电性质的柔性基板110的上方位置的一面制作绝缘层170，并在所述绝缘层170的上方位置的一面制作电极层120。
[0089] 步骤S220，对所述电极层120进行激光切割处理，以得到多个间隔设置的背电极。
[0090] 步骤S230，在所述电极层120的上方位置的一面制作吸收层130，在所述吸收层130的上方位置的一面制作缓冲层140，并在所述缓冲层140的上方位置的一面制作高阻抗层150。
[0091] 步骤S240，对所述高阻抗层150、所述缓冲层140和所述吸收层130进行第一机械切割处理，以形成多个间隔区域。
[0092] 步骤S250，在所述高阻抗层150的上方位置的一面制作低阻抗层160。
[0093] 步骤S260，对所述低阻抗层160、所述高阻抗层150、所述缓冲层140和所述吸收层130进行第二机械切割处理，以得到多个电池单元。
[0094] 在本实施例中，所述绝缘层170的厚度可以为1-10um，所述电极层120的厚度可以为500-1000nm，所述吸收层130在通过所述激光切割处理形成的间隔区域以外的部分的厚度可以为1000-2000nm，所述缓冲层140的厚度可以为50-200nm，所述高阻抗层150在的厚度可以为50-200nm，所述低阻抗层160在通过所述第一机械切割处理形成的间隔区域以外的部分的厚度可以为500-1500nm。
[0095] 其中，在制作所述绝缘层170之前，还可以通过
超声波对所述柔性基板110进行清洗，并进行烘干处理。并且，所述柔性基板110的材料可以是
不锈钢片、铜箔、铝箔、钛箔与钼箔等导电材料，所述绝缘层170的材料可以是三氧化二铝或
二氧化硅。并且，在所述绝缘层170为
二氧化硅时，厚度可以为2-5um。
[0096] 关于步骤S220-步骤S260更详细地说明，可以参照前文对步骤S120-步骤S160的描述，在此不再一一赘述。
[0097] 可以理解的是，上述上方位置的描述是指基于附图2、图3、图5以及图7中的各层结构的相对位置形成的相对位置关系，而不是绝对位置关系。例如，如附图2所示结构倒置时，所述电极层120可以是位于所述柔性基板110的下方位置。
[0098] 综上所述，本发明提供的太阳能电池制作方法，通过激光切割、第一机械切割以及第二机械切割处理，以使任意相邻两个电池单元中一个电池单元的低阻抗层160通过对应的间隔区域与另一个电池单元的背电极接触设置，并使相邻两个电池单元在内部形成串联连接的关系，在避免印刷导电银浆而存在制造成本高和使用寿命低的问题的同时，由于电池单元之间的串联连接在太阳能电池100的内部形成，因而，还具有电阻率低的优势。
[0099] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
