太阳能电池
阅读：726发布：2020-05-13
专利汇可以提供太阳能电池专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且根据本 发明 的 太阳能 电池 包括： 支撑 基板 ；形成在所述支撑基板上的背 电极 层；形成在所述背电极层上的第一通槽；形成在所述背电极层上的光吸收层；以及形成在所述光吸收层上的前电极层，其中，通过所述第一通槽暴露的所述支撑基板的平均表面粗糙度(Ra1)在28nm至100nm的范围内。，下面是太阳能电池专利的具体信息内容。
1.一种太阳能电池，包括：
支撑基板；
在所述支撑基板上的背电极层；
在所述背电极层上的第一通槽；
在所述背电极层上的光吸收层；以及
在所述光吸收层上的前电极层，
其中，通过所述第一通槽暴露的所述支撑基板的平均表面粗糙度(Ra1)在28nm至100nm的范围内，
其中，所述背电极层的顶表面和通过所述第一通槽暴露的所述背电极层的侧面的平均表面粗糙度(Ra2)在28nm至100nm的范围内。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述支撑基板的所述平均表面粗糙度(Ra1)与所述背电极层的所述顶表面的所述平均表面粗糙度(Ra2)和通过所述第一通槽暴露的所述背电极层的所述侧面的所述平均表面粗糙度(Ra2)不同。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述支撑基板的所述平均表面粗糙度(Ra1)大于所述背电极层的所述顶表面的所述平均表面粗糙度(Ra2)和通过所述第一通槽暴露的所述背电极层的所述侧面的所述平均表面粗糙度(Ra2)。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，所述支撑基板的所述平均表面粗糙度(Ra1)比所述背电极层的所述顶表面的所述平均表面粗糙度(Ra2)和通过所述第一通槽暴露的所述背电极层的所述侧面的所述平均表面粗糙度(Ra2)大1nm至10nm。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，通过所述第一通槽暴露的所述支撑基板的表面和所述背电极层的表面被设置为凹凸的形状。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中，所述支撑基板的所述表面、所述背电极层的所述顶表面，或者通过所述第一通槽暴露的所述背电极层的所述侧面被设置为三角形形状、矩形形状、圆形形状中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，通过所述第一通槽暴露的所述支撑基板的表面、所述背电极层的顶表面，或者通过所述第一通槽暴露的所述背电极层的侧面中的至少一个包含硫(S)或氟(F)。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述背电极层通过所述第一通槽被划分为多个背电极。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述光吸收层被填充在所述第一通槽中。
10.一种太阳能电池，包括：
支撑基板；
在所述支撑基板上的背电极层；
在所述背电极层上的第一通槽；
在所述背电极层上的光吸收层；以及
在所述光吸收层上的前电极层，
其中，所述背电极层包括：
第一接触面，所述背电极层的顶表面与所述光吸收层在所述第一接触面处接触；以及第二接触面，通过所述第一通槽暴露的所述背电极层的侧面与所述光吸收层在所述第二接触面处接触，并且
其中，所述支撑基板包括第三接触面，通过所述第一通槽暴露的所述支撑基板的顶表面与所述光吸收层在所述第三接触面处接触；并且
所述第一接触面的平均表面粗糙度、所述第二接触面的平均表面粗糙度，以及所述第三接触面的平均表面粗糙度在28nm至100nm的范围内。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池，其中，所述第一接触面至所述第三接触面被设置为凹凸的形状。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池，其中，所述第一接触面至所述第三接触面被设置为三角形形状、矩形形状、圆形形状中的至少一个。
13.根据权利要求10所述的太阳能电池，其中，所述第三接触面的所述平均表面粗糙度与所述第一接触面的所述平均表面粗糙度和所述第二接触面的所述平均表面粗糙度不同。
14.根据权利要求10所述的太阳能电池，其中，所述第三接触面的所述平均表面粗糙度大于所述第一接触面的所述平均表面粗糙度和所述第二接触面的所述平均表面粗糙度。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池，其中，所述第三接触面的所述平均表面粗糙度比所述第一接触面的所述平均表面粗糙度和所述第二接触面的所述平均表面粗糙度大1nm至10nm。
16.根据权利要求10所述的太阳能电池，其中，所述第一接触面至所述第三接触面包含硫(S)或氟(F)。
17.根据权利要求10所述的太阳能电池，其中，所述背电极层通过所述第一通槽被划分为多个背电极。
18.根据权利要求10所述的太阳能电池，其中，所述光吸收层被填充在所述第一通槽中。
太阳能电池
技术领域
背景技术
[0003] 然后，在所述背电极上顺序地形成光吸收层、缓冲层和高阻缓冲层。可以广泛地使用各种方案来形成所述光吸收层，所述方案包括通过同时或分别蒸发铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)和硒(Se)来形成基于Cu(In,Ga)Se2(CIGS)的光吸收层的方案，以及形成金属前体(metallic precursor)之后执行硒化处理的方案。光吸收层的能带隙(energy band gap)在约1eV至约1.8eV的范围内。
[0004] 然后，通过溅射工艺在所述光吸收层上形成包含硫化镉(CdS)的缓冲层。所述缓冲层的能带隙在约2.2eV至约2.4eV的范围内。此后，在所述缓冲层上形成包含氧化锌(ZnO)的高阻缓冲层。所述高阻缓冲层的能带隙在约3.1eV至约3.3eV的范围内。
[0005] 接下来，在所述光吸收层、所述缓冲层，以及所述高阻缓冲层中形成凹槽图案。
[0006] 然后，将透明导电材料沉积在所述高阻缓冲层上，并且将所述透明导电材料填充在所述凹槽图案中。因此，在所述高阻缓冲层上形成透明电极层，并且分别在所述凹槽图案内形成连接导线。例如，用于透明导电层的材料和连接导线可以包括掺杂氧化锌的铝(Al)。透明电极层的能带隙在约3.1eV至3.3eV的范围内。
[0007] 此后，在透明电极层上形成凹槽图案，从而形成多个太阳能电池。透明电极和高阻缓冲分别与电池对应。透明电极和高阻缓冲可以设置为条状或矩阵(matrix)的形式。
[0008] 透明电极不与背电极对齐，并且透明电极通过连接导线分别与背电极电连接。因此，多个太阳能电池能够彼此串联地电连接。
[0009] 同时，光吸收层形成在背电极层上。详细地说，所述光吸收层形成在图案化的背电极层上。
[0010] 然而，由于在光吸收层与背电极层之间的边界面，或者光吸收层与通过图案化而暴露的支撑基板之间的边界面上的结合强度弱，在沉积后光吸收层可能会被剥离(delaminated)。光吸收层的剥离可能会增加太阳能电池的总电阻，因此太阳能电池的整体效率会降低。
[0011] 因此，需要一种具有能够防止光吸收层被剥离的新颖结构的太阳能电池。
发明内容
[0012] 技术问题
[0013] 本发明提供一种具有改进的光电转换效率的新颖结构的太阳能电池。
[0014] 技术方案
[0015] 根据第一实施例，太阳能电池包括支撑基板，在所述支撑基板上的背电极层，在所述背电极层上的第一通槽，在所述背电极层上的光吸收层，以及在所述光吸收层上的前电极层。通过所述第一通槽暴露的所述支撑基板具有在28nm至100nm范围内的平均表面粗糙度(Ra1)。
[0016] 根据第二实施例，太阳能电池包括支撑基板，在所述支撑基板上的背电极层，在所述背电极层上的第一通槽，在所述背电极层上的光吸收层，以及在所述光吸收层上的前电极层。所述背电极层包括第一接触面和第二接触面，所述背电极层的顶表面与所述光吸收层在所述第一接触面处接触，通过所述第一通槽暴露的所述背电极层的侧面和所述光吸收层在所述第二接触面处接触。所述支撑基板包括第三接触面，通过所述第一通槽暴露的所述支撑基板的顶表面和所述光吸收层在所述第三接触表面处接触。所述第一接触面的平均表面粗糙度、所述第二接触面的平均表面粗糙度、所述第三接触面的平均表面粗糙度在28nm至100nm的范围内。
[0017] 有益效果
[0018] 如上所述，根据实施例的太阳能电池，能够提高在所述光吸收层和所述支撑基板之间以及所述光吸收层和所述背电极层之间的结合强度。
[0019] 换句话说，根据所述实施例的太阳能电池，能够通过将所述支撑基板和与所述光吸收层接触的所述背电极层的表面粗糙度提高到预定的范围内来提高在所述光吸收层和所述支撑基板之间以及所述光吸收层和所述背电极层之间的结合强度。
[0020] 相应地，可以防止所述光吸收层在沉积之后从所述支撑基板或所述背电极层上剥离。
[0023] 图2是示出了根据实施例的太阳能电池的截面图；
[0024] 图3是示出了根据实施例的太阳能电池的支撑基板和背电极层的截面图；
[0025] 图4是示出了根据实施例的太阳能电池的支撑基板、背电极层和光吸收层的截面图；
[0026] 图5和图6是示出了根据实施例的太阳能电池的蚀刻工序的截面图；
[0027] 图7至图14是示出了根据实施例的制造太阳能电池的方法的截面图。
具体实施方式
[0028] 在对本实施例的描述中，应当理解，当层(或膜)、区域、图案或结构称作在另一基板、另一层(或膜)、另一区域、另一衬垫，或另一图案“上”或“下”时，其可以“直接地”或“间接地”在另一基板、另一层(或膜)、另一区域、另一衬垫，或另一图案上，也可以存在一个或多个中间层。层的这样的位置已经参考附图进行了描述。
[0029] 为了方便或清晰，图中示出的每个层(或膜)、每个区域、每个图案或每个结构的厚度和尺寸可能被放大、忽略、或示意性绘制。此外，以上元件的尺寸不完全反应其真实尺寸。
[0030] 在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。
[0031] 在下文中，将参考图1至图4详细描述根据第一和第二实施例的太阳能电池。图1是示出了根据实施例的太阳能电池板的平面图。图2是示出了根据实施例的太阳能电池的截面图。图3是示出了根据实施例的太阳能电池的支撑基板和背电极层的截面图。图4是示出了根据实施例的太阳能电池的支撑基板、背电极层和光吸收层的截面图。
[0032] 参考图1至图4，根据第一实施例的太阳能电池包括支撑基板100、背电极层200、光吸收层300、缓冲层400、前电极层500和多个连接部件600。
[0033] 支撑基板100为板状，并且支撑背电极层200、光吸收层300、缓冲层400、前电极层500和连接部件600。
[0034] 支撑基板100可以包括绝缘体。支撑基板100可以是玻璃基板、塑料基板或金属基板。同时，支撑基板100可以是钠钙玻璃基板。支撑基板100可以是透明的。支撑基板100可以是柔性或刚性的。
[0035] 背电极层200设置在支撑基板100上。背电极层200是导电层。比如，背电极层200可以包括例如钼(Mo)的金属。
[0036] 此外，背电极层200可以包括至少两层。在这种情况下，所述层可以包括相同的金属或相互不同的金属。
[0037] 背电极层200可以在其中形成有第一通槽TH1。第一通槽TH1具有开口区域以暴露支撑基板100的顶表面。当在平面图中观看时，第一通槽TH1可以具有在第一方向上延伸的形状。
[0038] 每个第一通槽TH1可以具有在约80μm至约200μm的范围内的宽度，不过本实施例不局限于此。
[0039] 背电极层200通过第一通槽TH1被划分为多个背电极。也就是说，可以通过第一通槽TH1来限定多个背电极。
[0040] 背电极通过第一通槽TH1彼此隔开。背电极布置为条状(strip)的形状。
[0041] 或者，背电极可以布置为矩阵(matrix)的形状。在这种情况下，当在平面图中观看时，第一通槽TH1可以设置为格状的形状。
[0042] 背电极层200的表面和通过第一通槽TH1暴露的支撑基板100的表面可以设置为凹凸的形状(concavo-convex shape)。另外，背电极层200的表面和通过第一通槽TH1暴露的支撑基板100的表面可以设置为凹凸的形状以具有高不均匀度(univeness)，也就是说，高的表面粗糙度(roughness)。凹凸的形式可以包括各种形状，例如三角形形状、矩形形状、圆形形状。
[0043] 下面详细描述背电极层200的表面和通过第一通槽TH1暴露的支撑基板100的表面。
[0044] 光吸收层300可以设置在背电极层20上。此外，组成光吸收层300的材料被填充在第一通槽TH1中。
[0045] 光吸收层300可以包括I-III-VI族化合物。例如，光吸收层300可以包括Cu(In,Ga)Se2(CIGS)晶体结构(crystal structure)、Cu(In)Se2晶体结构或Cu(Ga)Se2晶体结构。
[0046] 光吸收层300可以具有在约1eV至约1.8eV的范围内的能带隙，但实施例不局限于此。
[0047] 缓冲层400设置在光吸收层300上。缓冲层400和光吸收层300直接接触。
[0048] 高阻缓冲层可以进一步设置在缓冲层400上。高阻缓冲层可以包括未掺杂杂质的氧化锌(i-ZnO)。高阻缓冲层的能带隙可以在约3.1eV至约3.3eV的范围内，但实施例不局限于此。
[0049] 第二通槽TH2可以形成在缓冲层400中。第二通槽TH2可以为用来暴露背电极层200的顶表面的开口区域。当在平面图中观看时，第二通槽TH2可以在一个方向上延伸。第二通槽TH2的宽度可以在约80μm至约200μm的范围内，但实施例不局限于此。
[0050] 通过第二通槽TH2，缓冲层400可以被限定为多个缓冲层。也就是说，缓冲层400可以通过第二通槽TH2被划分为多个缓冲层。
[0051] 前电极层(front electrode layer)500设置在缓冲层400上。详细地说，前电极层500设置在高阻缓冲层上。前电极层500是透明导电层。此外，前电极层500的电阻比背电极层500的电阻高。
[0052] 前电极层500包括氧化物。例如，组成前电极层500的材料可以包括掺杂氧化锌的铝(AZO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锡氧化物(ITO)。
[0053] 前电极层500包括放置在第二通槽TH2中的连接部件600。
[0054] 第三通槽TH3形成在缓冲层400和前电极层500中。第三通槽TH3可以穿过缓冲层400、高阻缓冲层和前电极层500的一部分或全部。就是说，第三通槽TH3可以暴露背电极层
200的顶表面。
200的顶表面。
[0055] 第三通槽TH3邻近第二通槽TH2。详细地说，第三通槽TH3设置在第二通槽TH2的旁边。就是说，当在平面图中观看时，第三通槽TH3在第二通槽TH2旁边形成，且与第二通槽TH2平行。第三通槽TH3可以在第一方向上延伸。
[0056] 第三通槽TH3穿过前电极层500。详细地说，第三通槽TH3可以穿过光吸收层300、缓冲层400、和/或部分或整个高阻缓冲层。
[0057] 前电极层500可以通过第三通槽TH3被划分为多个前电极。就是说，前电极可以通过第三通槽TH3来限定。
[0058] 前电极可以具有与背电极的形状对应的形状。就是说，前电极可以布置为条状的形状。或者，前电极可以布置为矩阵的形状。
[0059] 此外，多个太阳能电池C1、C2……通过第三通槽TH3来限定。详细地说，太阳能电池C1、C2……通过第二通槽TH2和第三通槽TH3来限定。就是说，根据实施例的太阳能电池通过第二通槽TH2和第三通槽TH3被划分为太阳能电池C1和C2。此外，太阳能电池C1和C2在与第一方向相交(crossing)的第二方向上相互连接。就是说，电流可以在第二方向上流过太阳能电池C1和C2。
[0060] 换句话说，太阳能电池板10包括支撑基板100和太阳能电池C1和C2。太阳能电池C1和C2彼此隔开地设置在支撑基板100上。此外，太阳能电池C1和C2通过连接部件600彼此串联连接。
[0061] 连接部件600被设置在第二通槽TH2内。连接部件600从前电极层500向下延伸并且和背电极层200连接。例如，连接部件600从第一电池C1的前电极延伸并且连接至第二电池C2的背电极。
[0062] 相应地，连接部件600将相互邻近的电池彼此连接。详细地说，连接部件600连接包含在各个相互邻近的太阳能电池中的前电极和背电极。
[0063] 连接部件600与前电极层600结合(integrated)。也就是说，组成连接部件600的材料和组成前电极层500的材料相同。
[0064] 下文将参照图3至图6详细描述根据第一实施例和第二实施例的支撑基板100和背电极层200。
[0065] 参照图3，根据第一实施例的太阳能电池，背电极层200形成在支撑基板100上，并且通过第一通槽TH1划分为多个背电极。
[0066] 在这种情况下，支撑基板100的表面和背电极层200的表面可以设置为凹凸的形状。
[0067] 详细地说，通过第一通槽TH1暴露的支撑基板100的表面110可以设置为凹凸的形状。支撑基板100的表面110可以具有较高的平均表面粗糙度。详细地说，支撑基板的表面110的平均表面粗糙度Ra1可以在约28nm至约100nm的范围内。
[0068] 当平均表面粗糙度(average surface roughness)Ra1小于28nm时，光吸收层300可能在支撑基板100上剥离(delaminated)。当平均表面粗糙度Ra1超过100nm时，蚀刻工序的加工效率可能会降低。
[0069] 此外，背电极层200的顶表面210和通过第一通槽TH1暴露的背电极层200的侧面220可以被设置为凹凸的形状。此外，背电极层200的顶表面210和侧面220可以具有高的平均表面粗糙度。详细地说，背电极层200的顶表面210和侧面220的平均表面粗糙度Ra2可以在约28nm至约100nm的范围内。
[0070] 当平均表面粗糙度Ra2小于28nm时，光吸收层300可能在背电极层200上剥离。当平均表面粗糙度Ra2超过100nm时，蚀刻工序的加工效率可能会降低。
[0071] 支撑基板100的表面110的平均表面粗糙度Ra1可以和背电极层200的顶表面210以及侧面220的平均表面粗糙度Ra2不同。
[0072] 详细地说，支撑基板100的表面110的平均表面粗糙度Ra1可以大于背电极层200的顶表面210以及侧面220的平均表面粗糙度Ra2。例如，支撑基板100的表面110的平均表面粗糙度Ra1可以比背电极层200的顶表面210以及侧面220的平均表面粗糙度Ra2大大约1nm至约10nm。
[0073] 当支撑基板100的表面110的平均表面粗糙度Ra1与背电极层200的顶表面210以及侧面220的平均表面粗糙度Ra2之间的差异超出以上范围时，由于在支撑基板100与光吸收层300之间和背电极层200与光吸收层300之间的结合强度的差异，光吸收层300可能会剥离。
[0074] 参照图4，根据第二实施例的太阳能电池，背电极层200形成在支撑基板100上，并且背电极层200被第一通槽TH1划分为多个背电极。然后，光吸收层300形成在背电极层200上的同时被填充在背电极层200中。
[0075] 相应地，在支撑基板100和光吸收层300之间的接触面形成在支撑基板100上，并且背电极层200和光吸收层300之间的接触面形成在背电极200上。
[0076] 详细地说，背电极层200在其上形成有第一接触面710和第二接触面720，背电极层200的顶表面与光吸收层300在第一接触面710处接触，通过第一通槽TH1暴露的背电极层
200的侧面与光吸收层300在第二接触面720处接触。
200的侧面与光吸收层300在第二接触面720处接触。
[0077] 另外，支撑基板100在其上形成有第三接触面730，通过第一通槽TH1暴露的支撑基板100的上表面在所述第三接触面730和光吸收层300接触。
[0078] 在这种情况下，背电极层200的第一接触面710和第二接触面720可以设置为凹凸的形状。此外，支撑基板100的第三接触面730可以设置为凹凸的形状。
[0079] 另外，第一接触面710、第二接触面720和第三接触面730可以具有较高的平均表面粗糙度。详细地说，第一接触面710、第二接触面720和第三接触面730可以具有在约20nm至约100nm的范围内的平均表面粗糙度。
[0080] 当平均表面粗糙度小于28nm时，形成在背电极层200和支撑基板100上的光吸收层300可能剥离。当平均表面粗糙度超过100nm时，蚀刻工序的加工效率可能会降低。
[0081] 此外，第一接触面710、第二接触面720和第三接触面730可以具有相互不同的平均表面粗糙度。详细地说，第三接触面730的平均表面粗糙度可以大于第一接触面710的平均表面粗糙度和第二接触面720的平均表面粗糙度。例如，第三接触面730的平均表面粗糙度可以比第一接触面710的平均表面粗糙度和第二接触面720的平均表面粗糙度大(greater)大约1nm至约10nm。
[0082] 当第三接触面730和第一接触面710之间的差异和第三接触面730和第二接触面720之间的差异超过以上的范围时，由于支撑基板100和光吸收层300之间、背电极层200和光吸收层300之间的结合强度的差异，光吸收层300可能会剥离。
[0083] 下文将参照图5和图6描述根据第一实施例和第二实施例的支撑基板100和背电极层200。
[0084] 参照图5，背电极层200形成在支撑基板100上，被图案化且通过第一通槽TH1被划分为多个背电极。
[0085] 然后，支撑基板100的表面、背电极层200的顶表面和通过第一通槽TH1暴露的背电极层200的侧面可以通过干蚀刻工艺蚀刻。详细地说，支撑基板100的表面和背电极层200的顶表面和侧面可以通过使用六氟化硫(SF6)气体来的干蚀刻工艺来蚀刻。
[0086] 详细地说，六氟化硫(SF6)气体被应用于支撑基板100和其中形成有第一通槽TH1的背电极层200，使得支撑基板100的表面和背电极层200的表面可以被蚀刻。例如，在真空室内布置支撑基板100和背电极层200之后，六氟化硫(SF6)气体被引入到真空室以蚀刻支撑基板100的表面和背电极层200的表面。
[0087] 相应地，硫(S)或氟(F)可以被包含在通过第一通槽TH1暴露的支撑基板100的顶表面和背电极层200的顶表面和侧面中。
[0088] 支撑基板100和背电极层200的表面可以同时使用SF6气体蚀刻。换句话说，支撑基板100和背电极层200的表面通过一个工序蚀刻，使得可以提高支撑基板100的表面粗糙度和背电极层200的表面粗糙度。
[0089] 此后，根据本实施例的太阳能电池，支撑基板和背电极层可以使用SF6气体同时在同一时间蚀刻，而不是单独蚀刻支撑基板和背电极层，使得可以提高加工效率。
[0091] 例如，支撑基板100和背电极层200可以通过使用相互不同的蚀刻剂进行独立地蚀刻。例如，支撑基板100可以使用第一蚀刻剂蚀刻，背电极层可以使用第二蚀刻剂蚀刻。
[0093] 支撑基板100和背电极层200的蚀刻过程可以同时地或顺序地执行。
[0094] 通过干蚀刻或湿蚀刻工艺，可以在支撑基板100和背电极层的表面上形成凹凸形状的图案，由于该凹凸的图案，支撑基板100和背电极层200的平均表面粗糙度可以增加。
[0095] 根据相关的技术，当在其中形成有第一通槽的背电极层上形成光吸收层时，光吸收层的结合强度通过第一通槽降低，使得光吸收层剥离且未完全沉积。相应地，太阳能电池的电阻可能会增加，使得太阳能电池的整体效率可能会较低。
[0096] 因此，根据实施例的太阳能电池，在通过形成第一通槽和在支撑基板和背电极层上形成预定的凹凸的图案来将表面粗糙度提高到预定的范围之后，沉积光吸收层。
[0097] 相应地，由于表面粗糙度的提高，结合面积(bonding area)可以增加，使得背电极层和光吸收层之间或支撑基板和光吸收层之间的结合强度可以提高。相应地，在光吸收层形成后，可以防止光吸收层剥离。
[0098] 因此，本实施例的太阳能电池可以表现出改善的光电转换效率。
[0099] 下文将参照试验实例更加详细地描述本发明。所述试验实例仅是为了详细描述本发明的说明性的目的。因此，本发明不局限于以下的试验实例。
[0100] 试验实例
[0101] 包含钼的背电极层形成在玻璃或塑料支撑基板上、被图案化且被划分为多个背电极。
[0102] 此后，通过将SF6气体(干蚀刻)或蚀刻剂应用到背电极层和通过图案化工艺暴露的支撑基板上，在背电极层和支撑基板上形成凹凸的图案，使得表面粗糙度可以被提升到预定的范围。
[0103] 结果
[0104] 通过均匀地改变支撑基板和背电极的表面粗糙度确认光吸收层的剥离。
[0105] 表面粗糙度的范围和光吸收层的剥离如表1所示。
[0106] 表1
[0107]
[0108] 参照图1，随着支撑基板的表面粗糙度和背电极层的表面粗糙度增加，光吸收层可能不会剥离。
[0109] 特别地，当支撑基板的表面粗糙度和背电极层的表面粗糙度是约28nm或更大时，光吸收层可能不会剥离。
[0110] 此外，当支撑基板的表面粗糙度大于背电极层的表面粗糙度时，可能不能防止光吸收层剥离。
[0111] 换句话说，随着支撑基板的表面粗糙度和背电极层的表面粗糙度增加，光吸收层和背电极层之间的结合强度、或光吸收层和支撑基板的结合强度提高。相应地，在光吸收层形成之后，能防止光吸收层剥离。因此，根据实施例的太阳能电池可以防止效率被破坏，使得太阳能电池的整体效率提高。
[0112] 下文将参照图7至图14来描述根据实施例的制造太阳能电池的方法。图7至图14是示出制造根据实施例的太阳能电池的方法的视图。
[0113] 首先，参照图7，在支撑基板100上形成背电极层200。
[0114] 然后，参照图8，通过图案化背电极层200来形成第一通槽TH1。相应地，在支撑基板100上形成多个背电极。背电极层200可以通过激光来图案化。
[0115] 第一通槽TH1可以暴露支撑基板100的顶表面，并且可以具有范围在80μm至约200μm内的宽度。
[0116] 此外，附加层，例如抗扩散层(anti-diffusion layer)，可以被插入在支撑基板100和背电极层200之间。在这种情况下，第一通槽TH1暴露附加层的顶表面。
[0117] 接下来，参照图9，背电极层200的顶表面和侧面，和通过第一通槽TH1暴露的支撑基板100的顶表面被蚀刻。蚀刻工艺可以是干蚀刻工艺或湿蚀刻工艺，并且关于支撑基板100和背电极层200可以同时或分别地执行蚀刻工艺。
[0118] 通过以上蚀刻工艺，背电极层200的顶表面和侧面，和通过第一通槽TH1暴露的支撑基板100的顶表面可以在其上形成有凹凸的图案或可以具有在上述范围内的平均表面粗糙度。
[0120] 在实例中，光吸收层300可以通过广泛地使用各种方案来形成，所述方案包括通过同时或分别地蒸发Cu、In、Ga和Se来形成基于Cu(In,Ga)Se2(CIGS)的光吸收层300的方案，和形成金属前体薄膜(metallic precursor film)后执行硒化工艺的方案。
[0121] 关于形成金属前体层后的硒化处理的细节，金属前体层通过使用Cu靶、In靶、或Ga靶的溅射工艺形成在背接触电极200上。
[0122] 此后，金属前体层受到硒化处理，使得基于Cu(In,Ga)Se2(CIGS)的光吸收层300形成。
[0123] 此外，使用Cu靶、In靶和Ga靶的溅射过程和硒化过程可以同时执行。
[0124] 或者，通过仅使用Cu靶和In靶或仅使用Cu靶和Ga靶的溅射过程和硒化过程来形成CIS或CIG光吸收层300。
[0125] 然后，参照图11，通过溅射工艺或化学浴沉积(CBD)来沉积CdS，并且形成缓冲层400。
[0126] 然后，氧化锌可以通过沉积工艺沉积在缓冲层400上以进一步形成高阻缓冲层。所述高阻缓冲层可以通过沉积二乙基锌(DEZ)形成。
[0128] 然后，参照图12，可以将光吸收层300和缓冲层400可以部分地移除来形成第二通槽TH2。
[0129] 第二通槽TH2可以使用例如刀片(tip)或激光设备的机械设备来形成。
[0130] 例如，光吸收层300和缓冲层400可以通过使用宽度在约40μm至约180μm范围内的刀片来图案化。此外，第二通槽TH2可以通过使用波长在约200nm至约600nm范围内的激光来形成。
[0131] 在这种情况下，第二通槽TH2的宽度可以在约100μm至约200μm的范围内。第二通槽TH2可以暴露背电极层200的顶表面的一部分。
[0132] 接下来，参照图13，透明导电材料沉积在缓冲层400上以形成前电极层500。
[0133] 透明导电材料可以在没有氧气的惰性气体环境中被沉积来形成前电极层500。详细地说，前电极层500可以通过在没有氧气的惰性气体环境中沉积掺杂了铝(Al)的氧化锌来形成。
[0134] 形成前电极层的步骤可以是通过RF溅射方案，例如，使用ZnO靶的沉积方案或使用Zn靶的反应溅射方案，在没有氧气的惰性气体环境中沉积掺杂了铝(Al)的氧化锌来执行。
[0135] 前电极层500和通过第二通槽TH2暴露的背电极层200接触。
[0136] 参照图14，通过移除光吸收层300、缓冲层400和高阻缓冲层500的一部分来形成第三通槽TH3。因此，通过图案化前电极层500来限定多个前电极，和第一电池C1、第二电池C2和第三电池C3。每个第三通槽TH3可以具有在约80μm至约200μm范围内的宽度。
[0137] 如上所述，根据制造实施例的太阳能电池的方法，可以制造具有改善的光电转换效率的太阳能电池。
[0138] 换句话说，根据实施例的太阳能电池，通过将支撑基板和在其上沉积有光吸收层的背电极层的表面的表面粗糙度提高到预定的范围内，可以提高在光吸收层和支撑基板之间、或光吸收层和背电极层之间的结合强度。
[0139] 相应地，能够防止光吸收层在沉积之后剥离。
[0140] 因此，根据实施例的太阳能电池和制造所述太阳能电池的方法。可以防止光吸收层剥离，使得太阳能电池的整体效率能够得到提升。
[0141] 在本说明书中对于“一个实施例”、“实施例”、“实例实施例”等的任何引用表示结合本实施例所描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。此类短语在文中各处的出现不一定全部表示指代同一实施例。另外，当结合任何实施例来描述具体的特征、结构或特性时，应认为本领域的技术人员可以结合本发明的其他实施例来实现此特征、结构或特性。
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