非晶矽光電池片及其製造法的製作方法

2023-12-12 01:10:52 1

專利名稱：非晶矽光電池片及其製造法的製作方法
技術領域：
本發明非晶矽光電池片及其製造方法，屬半導體器件，具體的說是一種外聯集成式非晶矽光電池片及其採用雷射切割技術的製造方法。
圖1為公知的非晶矽(a-Si)光電池結構示意圖。它是由玻璃基底、透明導電膜、非晶矽層、鋁膜背電極四部分組成。圖2為具有代表性的公知的日本產外聯式小型片非晶矽光電池片的透明導電層集成圖形。其缺點在於各光電池單元它的圖形不盡相同。使用雷射機切割不易實現程序控制。下面是一種公知的常規光刻工藝製作外聯式小型片光電池流程。
玻璃透明導電貼光刻光刻膜對→→→→層的製備膠膜1板曝光腐蝕光腐蝕透明去光刻沉積非晶→→→→刻膜(1)導電層(1)膜(1)矽層(a-Si)
貼光刻光刻膜對腐蝕光刻→→→膜(2)板曝光(2)膜(2)
腐蝕非晶去光刻蒸鍍貼光刻→→→→矽(a-Si)膜(2)鋁膜膜(3)
光刻膜對腐蝕光刻腐蝕去光刻→→→→板曝光(3)膜(3)鋁膜膜(3)封裝切割→電性能測試全部流程共計20道工序。其中透明導電層、非晶矽層、鋁膜電極均採用光刻制膜工藝。重複三次貼膜、對板曝光、腐蝕光刻膜、腐蝕導電層(a-Si)、鋁膜)、去光刻膜等工序。工藝過程極其複雜，設備繁多，工裝投資大，產品成本高。特別是非晶矽腐蝕技術難度大。如用掩膜法製作非晶矽膜，其邊緣處又有無法消除的幹涉狀條紋，致使a-Si膜沉積不均勻，膜質下降。採用上述公知方法製取小型片外聯式光電池，如改變產品規格需要大量的更換掩膜板，涉及大量工裝設備投資，這是相當困難的。而且不論用光刻技術，還是用掩膜法都要使用大量的劇毒性化學腐蝕劑，存在嚴重的環境汙染和人身傷害危險。
本發明的目的在於將先進的雷射技術應用於小型片非晶矽光電池片製造。代替光刻法和掩膜法傳統工藝，實現透明導電層和非晶矽層集成圖形的雷射切割。為此還設計一種新的適於雷射切割的透明導電層的外聯集成式小型非晶矽光電池。
本發明的目的是通過下述方式予以實現。
首先設計一種宜於雷射機電腦程式控制切割的透明導電膜層集成圖形的非晶矽光電池，其特徵在於每個單元光電池片基底與非晶矽層之間的透明導電膜的形狀相同，是在標準矩形膜的一角有一「L」型溝道，構成一個小的矩形，與原標準矩形之間有溝道相隔，溝道寬度應以兩圖形之間有較可靠的電氣隔離為準。
按照所提供的上述小型片外聯式非晶矽光電池的一種製造方法，其特徵為當基底製備均勻的透明導電層之後，用雷射切割透明導電層為透明導電層集成圖形，並洗淨，乾燥。當透明導電層上均勻沉積非晶矽層後，雷射切割非晶矽層為非晶矽集成圖形並吹淨切削物。利用光刻技術或掩膜技術製備背電極鋁膜，封裝切割為單體小電池片。
本發明所提供的小型外聯式非晶矽光電池及其製造方法，將製造工藝由20道減少為8道，極大簡化製造工序，降低設備投資和產品成本，而且免去或減少劇毒化學試劑的使用，有利於環境保護，適於多品種，多規格組織生產。


圖1為非晶矽光電池結構示意圖;
(1)-玻璃基底、(2)-透明導電膜、(3)-非晶矽層、(4)-鋁膜背電極;
圖2為日本國產的小型片非晶矽光電池透明導電膜集成圖形;
圖3為本發明小型片外聯式非晶矽光電池透明導電膜集成圖形，圖中斜線區為透明導電膜;
圖4為非晶矽層集成圖形，圖中方格區為非晶矽膜;
圖5為鋁膜背電極圖形，圖中灰色區為鋁膜背電極;
圖6為日本產外聯式小型片非晶矽光電池透明導電膜與鋁膜背電極連結圖，圖中黑色區為鋁膜與透明導電膜結合區;
圖7為本發明小型外聯式非晶矽光電池透明電極與鋁背電極連結圖，圖中黑色區為鋁膜與透明導電膜結合區。
實施例1採用雷射法切割透明導電層形成透明導電層集成圖形;雷射法切割非晶矽層形成非晶矽集成圖形;掩膜蒸鋁法形成蒸鍍鋁膜，其流程如下大片玻璃製備均勻雷射切割透明→→→基底投入透明導電層導電層集成圖形沉積均勻非雷射切割非晶掩膜蒸鍍→→→晶矽層a-Si矽層集成圖形鋁背電極封裝切割為電性能成品→→單體小電池片測試入庫雷射切割透明導電層，光束寬度(及溝道寬度)為0.05～0.4mm。透明導電層集成圖型為圖3，其中斜線區為透明導電膜(2)。
雷射切割非晶矽層為非晶矽層集成圖形為圖4所示圖形，方格區為非晶矽層(3)。
掩膜蒸鍍鋁膜背電極層，其圖形為圖5所示。圖中灰色區為鋁膜背電極(4)。
圖7為本發明小型外聯式非晶矽光電池透明導電層(2)與鋁背電極(4)連結圖。圖中黑色區為鋁膜與導電層結合點。
採用本工藝方法，如改變產品規格，只需要調整雷射切割程序，並更換鋁膜背電極掩膜板即可。
實施例二透明導電層集成圖形，非晶矽集成圖形採用雷射加工切割，鋁膜背電極採用光刻腐蝕，其工藝流程如下大片玻璃製備均勻雷射切割透明→→→基底投入透明導電層導電層集成圖形沉積均勻非雷射切割非晶均勻蒸鍍→→→晶矽層a-Si矽層集成圖形鋁膜層貼光光刻膜腐蝕光刻→→→刻膜對板曝光膜圖形腐蝕鋁膜背封裝切割為電性能成品→→→電極圖形單體小型片測試入庫鋁膜背電極圖形所以不採用雷射切割主要原因是一組電池中，單元電池的圖形不一致，雷射切割機器程序編制困難，難以實現快速高效。
雷射機光束(溝道)寬度，可參照實施例一。
使用本工藝如改變規格時，只需要調整雷射機切割程序和更換鋁膜背電極，光刻掩膜板，全過程僅僅進行一次腐蝕工序，減少劇毒化學試劑用量。
本發明與公知技術相比優點在於1、最大程度簡化生產工藝，降低產品成本;
2、便於同時大批量生產多種規格產品，減少工裝設備投資。易於實現產品多品種、多規格生產;
3、減少劇毒化學試劑用量，消除環境汙染危險;
4、工藝穩定性好、操作難度小、產品合格率高。
權利要求
1.由玻璃基底、透明導電膜、非晶矽層、鋁膜背電極構成的外聯集成小型非晶矽光電池片，其特徵在於每個單元光電池片基底與非晶矽層之間的透明導電膜的形狀相同，是在標準矩形膜的一角有一「L」型溝道，構成一個小的矩形，與原標準矩形之間有溝道相隔；
2.根據權利要求1所述的外聯集成式小型非晶矽光電池，其特徵在於所述的溝道寬度為0.05～0.4mm。
3.外聯式小型非晶矽光電池片製造方法，其特徵在於玻璃基底上製備均勻透明導電層後雷射切割透明導電層為透明導電層集成圖形，並洗淨、乾燥;在透明導電層上沉積非晶矽層(a-Si)後，雷射切割非晶矽層為非晶矽集成圖形，並吹淨切削物然後用掩膜法或光刻腐蝕法加工鋁膜背電極，經分裝切割為單體小型非晶矽光電池片。
全文摘要
本發明非晶矽光電池片及其製造法，特別涉及一種外聯式集成小型片光電池及應用雷射技術的製造方法。其產品特徵在於光電池片的每個單元電池的透明導電膜圖形是相同的，目的在於使用雷射法製取透明導電膜集成圖形。其方法特徵在於將先進的雷射切割技術應用於透明導電膜和非晶矽層集成圖形加工以代替工藝複雜的光刻法和掩膜法。
文檔編號H01L31/042GK1051824SQ90104410
公開日1991年5月29日 申請日期1990年6月13日 優先權日1990年6月13日
發明者周慶明 申請人:周慶明