太陽能電池設備及其製造方法

2023-05-25 00:08:16 1

專利名稱：太陽能電池設備及其製造方法
技術領域：
本發明涉及ー種太陽能電池設備及其製造方法。
背景技術：
利用光電轉換效應將太陽能轉換為電能的太陽能電池設備被廣泛用作用於獲得有助於地球環境保護的非汙染能量的設備。隨著太陽能電池的光電轉換效率的提高，包括太陽能電池設備的各種光伏系統被安裝在商業建築的外牆和住宅空間上。
就是說，將光伏電池用作建築外部裝飾材料的光伏建築一體化(BIPV，buildingintegrated photovoltaic)技術成為關注的焦點。BIPV技術需要外部裝飾材料所需的性能和自發電所需的建築供電性能。因此，太陽能電池的透光率和光效率成為主要問題。

發明內容
技術問題本發明提供ー種具有提高的透光率和電特性的太陽能電池設備及其製造方法。技術方案在一個實施例中，ー種太陽能電池設備包括襯底；在所述襯底上的第一電池；以及在所述襯底上的第二電池，所述第二電池與所述第一電池相鄰，其中，所述第一電池包括彼此交替布置的多個第一有源區和多個第一透射區，所述第二電池包括彼此交替布置的多個第二有源區和多個第二透射區，並且所述第一有源區分別與所述第二透射區相鄰。在另ー實施例中，ー種太陽能電池設備包括襯底；以及布置在所述襯底上的太陽能電池層，其中，所述太陽能電池層包括彼此交替布置的多個有源區和多個透射區，並且每個所述透射區包括布置在所述襯底上的下透明電極；布置在所述下透明電極上的透明絕緣層；以及布置在所述透明絕緣層上的上透明電極。在另ー實施例中，一種太陽能電池設備的製造方法包括在襯底上形成後電極層；在所述後電極層上形成光吸收層；圖案化所述後電極層和所述光吸收層，以形成多個透射凹槽；在每個所述透射凹槽中形成下透明電極；在所述下透明電極上形成透明絕緣層；以及在所述光吸收層和所述透明絕緣層上形成前電極層。在另ー實施例中，ー種太陽能電池設備包括襯底；在所述襯底上的第一電池；以及在所述襯底上的第二電池，所述第二電池與所述第一電池相鄰，其中，所述第一電池包括彼此交替布置的多個第一有源區和多個第一透射區，所述第二電池包括彼此交替布置的多個第二有源區和多個第二透射區，並且所述第一有源區分別與所述第二有源區連接。在另ー實施例中，一種太陽能電池設備的製造方法包括在襯底上形成後電極層；在所述後電極層上形成光吸收層；在所述光吸收層上形成前電極層；以及圖案化所述後電極層、所述光吸收層和所述前電極層，以形成多個有源區和多個透射區，其中，所述有源區彼此相鄰和連接，並且所述透射區彼此分隔。有益效果在根據實施例的太陽能電池設備中，第一有源區和第二透射區彼此相鄰。因此，有源區A和透射區T可以布置為馬賽克形狀。 因此，有源區之間的距離可以更近，以降低有源區之間產生的電損耗。具體地，透明電極可以布置在透射區上，以使有源區彼此連接。這裡，由於電流流過透明電極的路徑短，因此，根據實施例的太陽能電池設備可以具有改進的電特性。此外，透射區可以包括下透明電極和上透明電極。因此，有源區的後電極可以與下透明電極連接，並且有源區的前電極可以與上透明電極連接。因此，在根據實施例的太陽能電池設備中，可以減小有源區之間的電阻，以提高電特性。此外，在根據實施例的太陽能電池設備中，可以移除光吸收層和後電極層的要求部分，以形成透射區。因此，在根據實施例的太陽能電池設備中，透射區可以布置在所要求的位置，以獲得改進的外觀和透光率。此外，根據實施例的太陽能電池設備可以在布置在透射區上的透明絕緣層上實現彩色。此外，在根據實施例的太陽能電池設備中，可以通過掩膜過程形成透射區。因此，可以容易地控制透射區的位置、尺寸和形狀。根據實施例的太陽能電池設備可以提高其透射率和美感。具體地，當根據實施例的太陽能電池設備被用作建築的外部裝飾材料時，通過透射區可以進ー步提高美感。此外，在根據實施例的太陽能電池設備中，有源區可以彼此連接。有源區可以彼此直接連接。因此，有源區和透射區可以布置為馬賽克形狀。這裡，有源區的邊緣部分可以彼此連接，以減小有源區之間的連接電阻。就是說，在根據實施例的太陽能電池設備中，有源區可以彼此串聯連接為橋形形狀，以最小化輸出電流的損耗。因此，根據實施例的太陽能電池設備可以具有改進的電特性。具體地，由於可以將透射區布置在所需位置，因此根據實施例的太陽能電池設備可以同時滿足提高的透射率和提高的電特性。


圖I是根據第一實施例的太陽能電池板的平面圖；圖2是沿圖I的X-X』線截取的剖面圖；圖3是沿圖I的Y-Y』線截取的剖面圖；圖4是圖示根據第一實施例的太陽能電池板的電流的示意圖；圖5至16是圖示根據第一實施例的太陽能電池板的製造過程的剖面圖；圖17和18是根據第二實施例的太陽能電池板的平面圖；圖19是沿圖17的N1-N2線截取的剖面圖；圖20是沿圖17的L1-L2線截取的剖面圖；圖21是沿圖17的M1-M2線截取的剖面圖；圖22至36是圖示根據第二實施例的太陽能電池板的製造過程的剖面圖。
具體實施例方式在實施例的描述中，應該理解，當襯底、層、膜、或電極被表述為在其它襯底、層、膜、或電極「上」或「下」吋，它可以直接在所述其它層或襯底上或下，或者也可以存在中間層。此外，將基於附圖確定每個組件層的「上」和「下」。此外，為了進一歩理解本公開，可以誇大元件的尺寸和元件之間的相對尺寸。圖I是根據第一實施例的太陽能電池板的示意性平面圖。圖2是沿圖I的X-X』線截取的剖面圖。圖3是沿圖I的Y-Y』線截取的剖面圖。圖4是圖示根據第一實施例的太陽能電池板的電流的示意圖。參照圖I至4，根據第一實施例的太陽能電池板包括襯底100和太陽能電池層101。襯底100是透明的並且是絕緣體。襯底100具有板形形狀。襯底100可以是玻璃襯底100或塑料襯底100。詳細地，襯底100可以是鈉鈣玻璃襯底100。
太陽能電池層101布置在襯底100上。太陽能電池層101將從外部入射的光轉化為電能。此外，太陽能電池層101可以透射從外部入射的部分光。太陽能電池層101包括多個有源區A和多個透射區T。有源區A和透射區T可以被布置為馬賽克(mosaic)形狀。就是說，當俯視時，太陽能電池層101通過有源區A和透射區T可以具有馬賽克形狀。或者，當俯視時，有源區A和透射區T可以具有矩形形狀。此外，可以交替布置有源區A和透射區T。此外，多個有源區A相對於彼此沿對角線方向布置並且與透射區T相鄰。就是說，有源區A被透射區T包圍，並且透射區T被有源區A包圍。太陽能電池層101被劃分為多個太陽能電池Cl…Cn。太陽能電池Cl…Cn可以包括第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3。有源區A和透射區T可以沿直線交替地布置在第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3中。這裡，第一電池Cl的有源區A可以與第二電池C2的透射區T相鄰。就是說，在第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3中，有源區A和透射區T可以具有馬賽克形狀或瓷磚形狀。例如，在第二電池C2中，多個透射區T可以圍繞一個有源區A布置。此外，在第二電池C2中，多個有源區A可以圍繞一個透射區T布置。此外，每個有源區A可以具有與每個透射區T的尺寸相同的尺寸。然而，本公開不限於此。例如，可以調節每個透射區T的位置、尺寸和形狀，以控制透光率。在太陽能電池層101中，有源區A和透射區T可以被布置為馬賽克形狀，以提高太陽能電池板的發電效率和透光率。此外，通過透明絕緣層700可以防止在電池Cb-Cn中產生漏電流。參照圖2，第二電池C2的透射區T可以布置在第一電池Cl和第三電池C3的有源區A之間。此外，太陽能電池層101包括相繼層疊在襯底100上的後電極層200、光吸收層300、緩衝層400、高阻緩衝層500和前電極層800。
後電極層200被多個第一通孔Pl劃分為多個後電極210、220···。就是說,第一通孔Pl可以選擇性地露出襯底100並且限定後電極210、220…。後電極210、220…被分別布
置在有源區A上。光吸收層300被多個第二通孔P2劃分為多個光吸收部310、320···。就是說，第二通孔P2可以選擇性地露出後電極層200的上表面並且限定光吸收部310、320···。光吸收部310、320…被分別布置在有源區A上。前電極層800被多個第三通孔P3劃分為多個前電極810、820···和多個上透明電極622。就是說，第三通孔P3可以選擇性地露出後電極層200的上表面並且限定前電極810、820…和上透明電極622。前電極810、820…被分別布置在有源區A上。此外，多個上透明電極622被分別布置在透射區T上。 太陽能電池層101被第三通孔P3劃分為多個電池Cl…和Cn。此外，多個第三通孔P3分別被限定在電池CL···和Cn中。此外，每個第三通孔P3被限定在有源區A和透射區T之間。每個有源區A包括相繼層疊的ー個後電極、ー個光吸收部、緩衝層400、高阻緩衝層500和ー個前電極。光吸收部310、320…和前電極810、820…可以互相形成PN結，並且有源區A可以通過入射光產生光電子。此外，每個透射區T包括布置在襯底100上的下透明電極621、布置在下透明電極621上的透明絕緣層700和布置在透明絕緣層700上的上透明電極622。就是說，由於襯底100、下透明電極621、透明絕緣層700和上透明電極622是透明的，因此透射區T可以透射光。例如，下透明電極621和上透明電極622中的每個可以由透明導電材料形成。透明絕緣層700可以由透明的無定形樹脂或光刻膠形成。此外，下透明電極621通過後電極圖案225與一個相鄰有源區A的前電極連接。上透明電極622與另ー相鄰有源區A的後電極連接。參照圖3，下透明電極621可以與相鄰有源區A的後電極220連接。此外，上透明電極622可以與相鄰有源區A的前電極820結合為一體。例如，第一電池Cl的每個有源區A包括相繼層疊的第一後電極210、第一光吸收部310、緩衝層400、高阻緩衝層500和第一前電極810。此外，第一電池Cl的每個透射區T包括相繼層疊的第一下透明電極、第一透明絕緣層和第一上透明電極。第一後電極210與第一下透明電極連接。就是說，第一後電極210直接接觸第一下透明電極，並且還與第一下透明電極電連接。此外，第一前電極810和第一上透明電極互相結合為一體。第二電池C2的每個有源區A包括相繼層疊的第二後電極220、第二光吸收部320、緩衝層400、高阻緩衝層500和第二前電極820。此外，第二電池C2的每個透射區T包括相繼層疊的第二下透明電極621、第二透明絕緣層700和第二上透明電極622。此外，第二電池C2的有源區A與第一電池Cl的透射區T相鄰。第二電池C2的透射區T與第一電池Cl的有源區A相鄰。就是說，第一電池Cl的有源區A與第二電池C2的有源區A相對於彼此沿對角線方向布置。此外，第一電池Cl的有源區A與第二電池C2的有源區A互相被布置為之字形。第二後電極220與第二下透明電極621連接。就是說，第二後電極220直接接觸第二下透明電極621，並且還與第二下透明電極621電連接。此外，第二前電極820和第二上透明電極622互相結合為一體。此外，第一前電極810通過連接線801與第二下透明電極621連接。詳細地，第一前電極810通過第二下透明電極621與第二後電極220連接。此外，第一前電極810通過第一上透明電極與第二後電極220連接。第三電池C3的每個有源區A包括相繼層疊的第三後電極230、第三光吸收部330、緩衝層400、高阻緩衝層500和第三前電極830。此外，第三電池C3的每個透射區T包括相繼層疊的第三下透明電極、第三透明絕緣層700和第三上透明電極。此外，第三電池C3的有源區A與第二電池C2的透射區T相鄰。第三電池C3的透射區T與第二電池C2的有源區A相鄰。就是說，第二電池C2的有源區A與第三電池C3的有源區A相對於彼此沿對角線方向布置。此外，第二電池C2的有源區A與第三電池C3的有源區A互相被布置為之字形。
第三後電極230與第三下透明電極連接。就是說，第三後電極230直接接觸第三下透明電極，並且還與第三下透明電極電連接。此外，第三前電極830和第三上透明電極互相結合為一體。第二前電極820與第三下透明電極連接。詳細地，第二前電極820通過第三下透明電極與第三後電極230連接。此外，第二上透明電極622與第三後電極230連接。就是說，第二前電極820通過第二上透明電極622與第三後電極230連接。第一電池Cl中產生的光電荷通過連接線801轉移到第二電池C2的後電極圖案225和第二下透明電極621中。此外，轉移到第二下透明電極621中的光電荷轉移到第二後電極220中。從第二上透明電極622延伸的連接線801可以通過第二通孔P2與第三後電極230電連接。此外，連接線801和第三前電極830被第三通孔P3隔開。可以去除連接線801的一部分，並且通過第三通孔P3可以露出第三後電極230的一部分。如圖3所示，透射區T布置在有源區A之間。此外，第二電池C2的每個有源區A包括相繼層疊在襯底100上的第二後電極220、第二光吸收部320、緩衝層400、高阻緩衝層500和第二前電極820。第二電池C2的每個透射區T包括相繼層疊在襯底100上的第二下透明電極621、第二透明絕緣層700和第二上透明電極622。第二後電極220可以與第二下透明電極621電連接和物理連接。此外，第二前電極820與第二上透明電極622電連接和物理連接。因此，通過第二下透明電極621轉移的光電荷可以轉移到布置在第一電池Cl中的下透明電極621兩側上的第二後電極220中。此外，轉移到第二後電極220中的光電荷可以通過第二前電極820和第二上透明電極622轉移到第三電池C3中。前電極層800可以布置在高阻緩衝層500和透明絕緣層700上。就是說，第二前電極820和第二上透明電極622在與第二電池C2相對應的整個上表面上彼此結合為一體。第二電池C2具有在其中有源區A和透射區T沿直線交替布置的結構。就是說，有源區A和透射區T交替地布置第二電池C2中。此結構可以應用於第一電池Cl和第三電池C3。因此，布置在襯底100上的有源區A和透射區T可以具有有源區A和透射區T沿水平和豎直方向交替布置的格子形狀。例如，如圖I所示，水平方向代表相繼布置第一電池Cl至第三電池C3的X-X』方向，豎直方向代表與姆個電池相對應的Y-Y』方向。前電極層800在水平方向上被各個電池分隔。此外，前電極層800沿豎直方向在所述整個表面上延伸，並且前電極層800的單體電池可以互相串聯連接。具體地，第一電池Cl至第三電池C3的前電極層800可以通過第三通孔P3分別互相隔開最小距離。此外，由於前電極層800具有在第一電池Cl至第三電池C3中的每個上的延伸形狀，因此可以最小化電流損耗並提聞輸出電流。圖4是圖示圖I至3所示的太陽能電池的光電荷移動路徑的示意圖。圖4中所示的參考符號出沿向上方向的移動,參考符號@不出向下方向的移動。
參照圖4，第一電池Cl的有源區A中產生的光電荷通過前電極層800和連接線801轉移到相鄰的第二電池C2。這裡，由於第一電池Cl的有源區A和第二電池C2的透射區T彼此相鄰，因此光電荷轉移到第二電池C2的第二後電極圖案225和下透明電極621中。此外，轉移到第二電池C2的下透明電極621中的光電荷可以轉移到布置在下透明電極621兩側的第二後電極220中。如上所述，規則的透射區T可以形成為馬賽克形狀、網狀或瓷磚形狀，以最小化輸出電流損耗。具體地，可以在電池中去除部分透射區T以透射光線，由此增大透射面積。由於將後電極210、220…和下透明電極621交替和重複地布置在太陽能電池層101的下部並且將前電極層800布置在太陽能電池層101的上部，因此可以最小化電流損耗。此外，可以改變電池Q…和Cn中的每個的寬度和長度，並且可以調節透射區T的尺寸，以改進外觀。在根據第一實施例的太陽能電池板中，有源區A和透射區T彼此相鄰。因此，有源區A和透射區T可以布置為馬賽克形狀。因此，有源區A之間的距離可以更近，以減小當有源區A之間的距離互相遠離時產生的電損耗。具體地，上透明電極622和下透明電極621可以布置在每個透射區T上，以使有源區A互相連接。這裡，由於流過上透明電極622和下透明電極621的電流的路徑短，因此根據本實施例的太陽能電池板可以具有提高的電性能。有源區A的後電極210、220···可以通過下透明電極621互相連接，並且有源區A的前電極810、820···可以通過上透明電極622互相連接。因此，在根據本實施例的太陽能電池板中，可以減小有源區A之間的電阻，以提高電特性。此外，在根據本實施例的太陽能電池板中，可以移除光吸收層300和後電極層200的所需部分，以形成透射區Τ。因此，在根據本實施例的太陽能電池板中，可以將透射區T布置在所需位置，以獲得改進的外觀和透光率。此外，根據本實施例的太陽能電池板可以在布置在透射區T上的透明絕緣層700上實現彩色。圖5至15是圖示根據實施例的太陽能電池製造過程的剖面圖。將參照上述太陽能電池板描述根據本實施例的此製造過程。此製造過程和關於前述太陽能電池板的描述實際上可以應用於彼此。參照圖5，在襯底100上形成後電極層200。襯底100可以由玻璃形成。此外，襯底100可以包括陶瓷襯底、金屬襯底和聚合物襯底。例如，玻璃襯底可以由鈉鈣玻璃或高應變點鈉玻璃形成。金屬襯底可以包括由不鏽鋼或鈦形成的襯底。聚合物襯底可以由聚醯亞胺形成。襯底100可以是透明的。襯底100可以剛性的或撓性的。後電極層200由諸如金屬的導體形成。由於後電極層200由金屬形成，因此可以提聞串聯電阻特性，以提聞電導率。例如，可以通過濺射過程使用鑰(Mo)靶形成後電極層200。這樣做是因為Mo的高電導率、與光吸收層300的歐姆接觸以及在Se氣氛下的高
溫穩定性。用作後電極層200的Mo薄膜應該具有如電極一樣的低電阻率(specificresistance),並且應該具有與襯底100之間的優異的粘合性,從而防止發生由熱膨脹係數差導致的脫層現象。然而，本公開不限於此。例如，後電極層200可以由摻雜有Na離子的Mo形成。儘管未示出，但是後電極層200可以包括至少ー層。當後電極層200包括多個層時，構成後電極層200的多個層可以使用互不相同的材料形成。參照圖6，第一通孔Pl限定在後電極層200中。此外，後電極層200包括多個後電極210、220、230…。通過第一通孔Pl可以選擇性地露出襯底100的表面。例如,可以通過雷射過程或機械過程圖案化第一通孔Pl。後電極210、220…可以通過第一通孔Pl被布置為條狀或矩陣形狀，以與每個電池
相對應。多個後電極210、220…可以包括第一後電極210、第二後電極220和第三後電極230。例如，第一後電極210包括在第一電池Cl中，第二後電極220包括在第二電池C2中，第三後電極230包括在第三電池C3中。參照圖7，在第一後電極210、第二後電極220和第三後電極230上形成光吸收層300，以填充第一通孔Pl的間隙。光吸收層300由基於I、III、VI族的化合物形成。詳細地，光吸收層300由基於Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)的化合物形成。
另ー方面，光吸收層300可以由基於CuInSe2(CIS)的化合物或基於CuGaSe2(CGS)的化合物形成。例如，利用Cu靶、In靶和Ga靶形成光吸收層300。在後電極層200上形成基於CIG的金屬前驅(precursor)層。之後，金屬前驅層通過硒化過程與Se反應，從而形成基於CIGS的光吸收層。另外，可以執行利用Cu、In、Ga和Se的共蒸發過程，以形成光吸收層300。光吸收層300接收外部光從而將外部光轉換為電能。光吸收層300通過光電效應產生光電動勢。緩衝層400和高阻緩衝層500形成在光吸收層300上。
可以在光吸收層300上形成至少ー層或多層緩衝層400。可以利用化學浴沉積法(CBD, Chemical Bath Deposition)層疊硫化鎘(CdS),以形成緩衝層 400。這裡，緩衝層400可以是N型半導體層，光吸收層300可以是P型半導體層。因此，光吸收層300和緩衝層400彼此形成PN結。利用ZnO作為靶在高阻緩衝層500上執行濺射過程，以在CdS上進ー步形成ZnO層。高阻緩衝層500可以作為透明電極層形成在緩衝層400上。例如，高阻緩衝層500可以由ΙΤ0、Ζη0和i_ZnO中的ー種形成。
緩衝層400和高阻緩衝層500布置在光吸收層300與稍後形成的前電極層800之間。就是說，由於各個光吸收層300與前電極層800之間的能帶隙和晶格常數存在很大的差異，因此，可以將具有光吸收層300和前電極層800帶隙值的近似中間帶隙值的緩衝層400和高阻緩衝層500插入光吸收層300與前電極層800之間，以獲得優異的結。儘管在本實施例中在光吸收層300上形成兩個緩衝層400和500，但是本發明不限於此。例如，可以在光吸收層300上僅形成ー個緩衝層。參照圖8，在高阻緩衝層500上形成掩膜10。掩膜10可以選擇性地露出高阻緩衝層500的與第二後電極220相對應的表面。就是說，掩膜10包括多個開ロ 15。開ロ 15可以限定將形成透射區T的區域。參照圖9，掩膜10可以具有在其中交替布置露出區和未露出區的馬賽克形狀。就是說，可以沿水平方向交替形成開ロ 15。此外，可以沿豎直方向交替形成開ロ 15。就是說，開ロ 15可以具有馬賽克形狀。因此，上面通過掩膜10形成有透射區T的區域可以限定為馬賽克形狀。可以在高阻緩衝層500上塗布光刻膠層，然後可以執行選擇性曝光過程，以形成掩膜10。掩膜10可以覆蓋高阻緩衝層500的與第一通孔Pl相對應的表面。具體地，掩膜10可以覆蓋高阻緩衝層500的鄰近第一後電極210並且與第二後電極220邊緣區域相對應的表面。例如，第二後電極220可以具有第一寬度W1，並且掩膜10的每個開ロ 15可以具有小於第一寬度Wl的第二寬度W2。參照圖10，圖案化第二後電極220、光吸收層300、緩衝層400和高阻緩衝層500，以形成透射凹槽20。可以利用作為蝕刻掩膜的掩膜10執行蝕刻過程，以形成透射凹槽20。例如，可以執行溼蝕刻或幹蝕刻過程，以移除與掩膜10的開ロ相對應的高阻緩衝層500、緩衝層400、光吸收層300和第二後電極220，由此形成透射凹槽20。因此，可以通過透射凹槽20露出襯底100的上表面。每個透射凹槽20可以具有小於第二後電極220的寬度的第二寬度W2。因此，通過透射凹槽20可以保留第二後電極220的與第一後電極210相鄰的部分，以形成第二後電極圖案225。通過透射凹槽20限定多個有源區A和多個透射區T。因此，可以限定第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3。就是說，有源區A和透射區T可以交替布置在第一電池Cl、第ニ電池C2和第三電池C3中的每ー個上。參照圖11，在每個透射凹槽20的下表面上層疊透明導電材料，以形成下透明電極621。下透明電極621可以形成在與每個透射凹槽20的下表面相對應的襯底100上。具體地，由於利用掩膜10通過沉積過程形成下透明電極621，因此，下透明電極621可以選擇性地僅形成在每個透射凹槽20的下表面上。因此，下透明電極621可以與第二後電極圖案225電連接。下透明電極621可以由含有諸如Al、Al203、Mg和Ga等雜質的基於Zn的氧化物形成或由氧化銦錫(ITO)形成。 例如，可以執行濺射過程以形成摻雜鋁或氧化鋁的ZnO，由此形成具有低電阻的下透明電極621。下透明電極621的厚度可以與後電極圖案225的厚度相同。此外，下透明電極621可以具有約10 Ω至約30 Ω的低表面電阻和約80%至約90%的透光率。因此，下透明電極621可以透射光。參照圖12，在下透明電極621上形成透明絕緣層700，以填充透射凹槽20的間隙。透明絕緣層700可以形成在第一電池Cl和第三電池C3之間。第一電池Cl和第三電池C3通過透明絕緣層700可以彼此分隔。透明絕緣層700的高度可以等於與第一電池Cl和第三電池C3相對應的高阻緩衝層500的聞度。透明絕緣層700可以由透明絕緣材料形成。透明絕緣材料可以是具有約100°C至約200°C的耐熱性、約90%至約100%的透光率、強耐鹼性、強耐陽光性和強絕緣性的材料。例如，透明絕緣層700可以由是透明無定形樹脂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，poly methyl methacrylate)和丙烯腈，以及是苯こ烯共聚物的SAN (苯こ烯丙烯腈，Styrene Acrylonitrile)、聚碳酸酯(PC, poly cabornate)、透明的丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯共聚物(ABS, acrylonitrile butadiene styrene)、聚對苯ニ 甲酸こニ醇酯(PET,polyethylene terephtalate)、超高分子量(U-HMW)聚こ烯(ployethylene)、甲基纖維素(MC, methyl cellulose)、聚甲醒(POM, poly oxy methylene)、聚四氟こ烯(PTEE,polytetrafluoroethylene)、聚環氧丙燒(ΡΡ0, polypropylene oxide)以及聚氨酯(PUR,polyurethane)中的一種形成。此外，透明絕緣層700可以由正性或負性光刻膠形成。透明絕緣層700可以通過沉積、熱吸收、注入或填充過程選擇性地形成在透射凹槽20中。此外，當形成透明絕緣層700時，可以向透明絕緣材料增加顏色，以形成彩色的透射區T。通過透明絕緣層700在襯底100上限定有源區A和透射區T。圍繞透明絕緣層700的區域被限定為有源區A。就是說，入射到布置在透明絕緣層700兩側上的第一電池Cl的有源區A和第三電池C3的有源區A的光被轉化為電能。由於布置有透明絕緣層700的透射區T是非有源區，因此入射光不會被轉化為電能。這裡，由於透明絕緣層700是透明的，因此，可以透射入射光。
下面，可以執行灰化(ashing)過程以移除掩膜10。參照圖13，形成穿過高阻緩衝層500、緩衝層400和光吸收層300的多個第二通孔P2。第二通孔P2通過機械過程或雷射過程形成，以露出與每個電池相對應的後電極210、220 …。第二通孔P2可以毗鄰第一通孔Pl布置。每個第二通孔P2的寬度可以大於每個第一通孔Pl的寬度。例如，每個第一通孔Pl可以具有第一寬度D1，每個第二通孔P2可以具有大於第一寬度Dl的第二寬度D2。就是說，如圖13所示，通過第二通孔P2可以選擇性地露出第二後電極圖案和第三後電極圖案230的上表面。具體地，露出第二後電極圖案225的第二通孔P2可以與透明絕緣層700的側壁相鄰，或者可以露出透明絕緣層700的側壁。另ー方面，可以圖案化透明絕緣層700的一部分，以通過露出第二後電極圖案225 的第二通孔P2露出下透明電極621的一部分。參照圖14，在包括第二通孔P2的高阻緩衝層500上層疊透明導電材料，以形成前電極層800。當形成前電極層800時，可以將透明導電材料插入第二通孔P2中，以形成連接線801。因此，第二後電極圖案225和第三後電極230可以通過連接線801與前電極層800電連接。前電極層800可以由與下透明電極621的材料相同的材料形成。前電極層800可以由含有諸如Al、Al203、Mg和Ga等雜質的基於Zn的氧化物形成或由氧化銦錫(ITO)形成。例如，可以執行濺射過程以形成摻雜鋁或氧化鋁的ZnO，由此形成具有低電阻的前電極層800。就是說，前電極層800是與光吸收層300形成PN結的窗ロ層。因此，由於前電極層800用作太陽能電池前表面的透明電極，所以，前電極層800可以由具有高透光率和電導率的ZnO形成。參照圖15，形成穿過前電極層800和連接線801的第三通孔P3。通過第三通孔P3可以選擇性地露出第二後電極圖案225和第三後電極230。通過第三通孔P3可以將前電極層800劃分為單體電池。可以選擇性地移除第二通孔P2中的連接線801，以形成第三通孔P3。通過第一電池Cl和第二電池C2之間的第三通孔P3可以露出透明絕緣層700的側壁和從第一電池Cl延伸的連接線801的側壁。通過第二電池C2和第三電池C3之間的第三通孔P3可以露出從第二電池C2延伸的連接線801的側壁和第三後電極230上表面的薄膜層。例如，每個第三通孔P3可以具有小於第二寬度D2的第三寬度D3。可以利用諸如尖頭工具的機械設備或雷射過程形成第三通孔P3。因此，第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3被第三通孔P3彼此分隔。這裡，第ー電池Cl、第二電池C2和第三電池C3可以通過連接線801彼此電連接。圖16示出第一電池Cl和第二電池C2通過絕緣圖案850彼此電分隔的狀態。就是說，移除前電極層800的與第二電池C2相對應的一部分，以形成絕緣圖案850。
絕緣圖案850可以選擇性地露出透明絕緣層700的上表面。因此，第一電池Cl和第二電池C2的前電極層800可以通過絕緣圖案850彼此分隔。這裡，從第一電池Cl延伸的連接線801可以通過第二通孔P2與第二後電極圖案225電連接。由於可以擴大第二後電極圖案225和連接線801之間的接觸面積，因此可以 提高電特性。圖17和18是根據第二實施例的太陽能電池板的平面圖。具體地，圖17示出沿豎直方向延伸的太陽能電池，圖18示出沿水平方向延伸的太陽能電池。圖19是沿圖17的N1-N2線截取的剖面圖。圖20是沿圖17的L1-L2線截取的剖面圖。圖21是沿圖17的M1-M2線截取的剖面圖。下面，將參照圖17詳細描述本實施例。除了改進部分之外，上述根據第一實施例的太陽能電池板及其製造方法基本上可以應用於本實施例。參照圖17至21，根據第二實施例的太陽能電池板包括襯底100和太陽能電池層101。襯底100是透明的並且是絕緣體。襯底100具有板形形狀。襯底100可以是玻璃襯底100或塑料襯底100。詳細地，襯底100可以是鈉鈣玻璃襯底100。太陽能電池層101布置在襯底100上。太陽能電池層101將從外部入射的光轉化為電能。此外，太陽能電池層101可以透射從外部入射的部分光。太陽能電池層101包括多個有源區A和多個透射區T。有源區A和透射區T可以被布置為馬賽克形狀。就是說，當俯視時，太陽能電池層101通過有源區A和透射區T可以具有馬賽克形狀。或者，當俯視時，有源區A和透射區T可以具有矩形形狀。此外，可以交替布置有源區A和透射區T。此外，多個有源區A沿對角線方向布置並且與透射區T相鄰。就是說，透射區T分別圍繞有源區A布置。就是說，透射區T分別被有源區A圍繞。有源區A彼此連接。詳細地，有源區A的邊緣區域可以彼此連接。就是說，有源區A的邊緣區域可以彼此相鄰。此外，每個有源區A的長度大於每個透射區T的長度。因此，有源區A可以彼此相鄰並彼此連接。太陽能電池層101被劃分為多個太陽能電池Cl…和Cn。太陽能電池Cl…和Cn可以包括第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3。太陽能電池Cl…和Cn可以包括第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3。每個有源區A包括CIGS光吸收層300。每個透射區T可以包括透射凹槽20，用於選擇性地露出襯底10和布置在透射凹槽20中的透明絕緣層。例如，可以交替布置第一電池Cl的有源區A和透射區T。可以交替布置第二電池C2的有源區A和透射區T。可以交替布置第三電池C3的有源區A和透射區T。就是說，通過第一電池Cl的透射區T，第一電池Cl的有源區A可以彼此分隔。類似地，通過第二電池C2的透射區T，第二電池C2的有源區A可以彼此分隔。此外，通過第三電池C3的透射區T，第三電池C3的有源區A可以彼此分隔。
第一電池Cl的有源區A與第二電池C2的透射區T相鄰。此外，第一電池Cl的有源區A與第二電池C2的透射區T連接。詳細地，第一電池Cl的有源區A的邊緣區域與第二電池C2的有源區A的邊緣區域連接。此外，第一電池Cl的有源區A中的兩個有源區A可以與第二電池C2的有源區A中的一個有源區A連接。例如，第一電池Cl和第二電池C2中的每個有源區A可以具有第一長度D1，每個透射區T可以具有小於第一長度Dl的第二長度D2。就是說，當基於水平方向(即X軸)時，第一電池Cl的透射區T和第二電池C2的透射區T可以互相布置為之字形並因此彼此隔開。當基於豎直方向(即Y軸)時，第一電池Cl的有源區A和第二電池C2的有源區A可以互相布置為之字形，並因此它們的邊緣區域可以彼此連接。如上所述，在太陽能電池層101中，有源區A和透射區T可以布置為馬賽克形狀或瓷磚形狀，以最小化輸出電流的損耗。具體地，在一個電池中，有源區A的一部分可以被移除，並且用作透射區T，以擴大透光面積。此外，電池Cl…和Cn的有源區A的邊緣可以連接為橋形。因此，電池Cl…和Cn可以彼此電連接。就是說，電池Cl…和Cn的有源區A可以沿襯底100的X軸方向彼此連接。因此，可以提聞太陽能電池層101的串聯連接特性，以提聞輸出電流。此外，可以將透射區T選擇性地布置在電池Cl…和Cn之間，以提高外部光的透射率。母線可以與第一電池Cl和第n電池Cn中的每個連接。之後，可以在太陽能電池層101上層疊EVA膜900。將參照圖19至21詳細描述根據本實施例的太陽能電池板的結構。圖19是沿圖17的N1-N2線截取的剖面圖。就是說，圖19是圖示基於水平軸的布置在第二電池C2的有源區A之間的透射區T的結構的剖面圖。圖20是沿圖17的L1-L2線截取的剖面圖。圖20是圖示具有下述結構的區域的剖面圖，在該結構中，通過透射區T分隔第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3。圖21是沿圖17的M1-M2線截取的剖面圖。就是說，圖21是圖示橋形區域的剖面圖，第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3通過該橋形區域彼此連接。參照圖19至21，太陽能電池層101包括相繼層疊在襯底100上的後電極層200、光吸收層300、緩衝層400、高阻緩衝層500和前電極層800。後電極層200被多個第一通孔Pl劃分為多個後電極210、220…。就是說,第一通孔Pl可以選擇性地露出襯底100並限定後電極210、220…。後電極210、220…分別布置在有源區A上。光吸收層300被多個第二通孔P2劃分為多個光吸收部310、320…。就是說，第二通孔P2可以選擇性地露出後電極層200的上表面並且限定光吸收部310、320…。光吸收部310、320…被分別布置在有源區A。前電極層800被多個第三通孔P3劃分為多個前電極810、820…。就是說，第三通孔P3可以選擇性地露出後電極層200的上表面並且限定前電極810、820…。前電極810、820…被分別布置在有源區A上。 太陽能電池層101被第三通孔P3劃分為多個電池Cl…和Cn。此外，多個第三通孔P3分別被限定在電池Cl…和Cn中。此外，每個第三通孔P3被限定在有源區A和透射區T之間。每個有源區A包括相繼層疊的一個後電極、一個光吸收部、緩衝層400、高阻緩衝層500和一個前電極。光吸收部310、320…和前電極810、820…可以互相形成PN結，並且有源區A可以通過入射光產生光電子。此外，分別在透射區T中限定透射凹槽20。每個透射凹槽20是這樣一種凹槽，在該凹槽中，後電極層200、光吸收層300、緩衝層400、高阻緩衝層500和前電極層800的一部分被移除，以露出襯底100的上表面。就是說，由於透射區T不包括不透明的後電極和光吸收層，因此透射光。可以在透射區T上僅布置襯底100和EVA膜900，並且襯底100和EVA膜900可以是透明的。透射凹槽20可以限定在每個透射區T中，並且EVA膜900可以布置在透射凹槽20 中。就是說，EVA膜900的一部分可以插入透射凹槽20中。第一電池Cl的每個有源區A包括相繼層疊的第一後電極210、第一光吸收部310、緩衝層400、高阻緩衝層500和第一前電極。第二電池C2的每個有源區A包括相繼層疊的第二後電極220、第二光吸收部320、緩衝層400、高阻緩衝層500和第二前電極。第三電池C3的每個有源區A包括相繼層疊的第三後電極230、第三光吸收部330、緩衝層400、高阻緩衝層500和第三前電極。第一電池Cl的第一光吸收部310、緩衝層400和第一前電極810可以延伸至非有源區NA。就是說，第一光吸收部310和第一前電極810可以延伸至第二電池C2的第二後電極圖案225。第一前電極810可以延伸並且通過非有源區NA的第二通孔P2與第二後電極圖案225連接。透射光線的透射區T可以延伸至第一電池Cl和第三電池C3的上部。例如，可以利用EVA膜900形成透射區T。就是說，布置在太陽能電池層101上的EVA膜900可以插入透射凹槽中，以形成透射區T。通過選擇性地移除布置在第一電池Cl和第三電池C3之間的第二電池C2的有源區A而被限定的透射凹槽20可以限定透射區T。此外，每個透射區T的寬度可以與有源區A的寬度形同。當整體看時，太陽能電池層101可以具有交替布置有源區A和透射區T的結構。參照圖21，第一電池Cl的有源區A、第二電池C2的有源區A和第三電池C3的有源區A彼此串聯連接。就是說，第一前電極810通過第一連接線801與第二後電極220電連接和物理連接。具體地，第一連接線801布置在第一電池Cl和第二電池C2之間的第二通孔P2內。此外，第二前電極820通過第二連接線802與第三後電極230電連接和物理連接。具體地，第二連接線802布置在第二電池C2和第三電池C3之間的第二通孔P2內。通過相當於第三元件隔離區相對應的第三通孔P3可以將第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3分隔為單體電池。此外，EVA膜900布置在第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3上。
這裡，第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3的有源區A可以通過第一連接線801和第二連接線802彼此電連接。詳細地，第一電池Cl的有源區A可以通過第二電池C2和第三電池C3的有源區A與最後的電池Cn的有源區A電連接。因此，由於太陽能電池Cl…和Cn以橋形彼此串聯連接，可以最小化輸出電流的損耗。圖17和圖22至23是圖示根據第二實施例的太陽能電池板的製造過程的示意圖。將參照上述太陽能電池板來描述根據本實施例的製造過程。上述太陽能電池板及其製造方法大體上可以應用於本實施例。參照圖22，在襯底100上形成後電極層200。襯底100可以由玻璃形成。此外，襯底100可以包括陶瓷襯底100、金屬襯底100和聚合物襯底100。 例如，玻璃襯底100可以由鈉鈣玻璃或高應變點鈉玻璃形成。金屬襯底100可以包括由不鏽鋼或鈦形成的襯底100。聚合物襯底100可以由聚醯亞胺形成。襯底100可以是透明的。襯底100可以是剛性的或撓性的。後電極層200由諸如金屬的導體形成。由於後電極層200由金屬形成，因此可以提高串聯電阻特性，以提高電導率。例如，可以通過濺射過程使用鑰(Mo)靶形成後電極層200。這樣做是因為Mo的高電導率、與光吸收層300的歐姆接觸以及在Se氣氛下的高
溫穩定性。用作後電極層200的Mo薄膜應該具有如電極一樣的低電阻率，並且應該具有與襯底100之間的優異的粘合性，從而防止發生由熱膨脹係數差異導致的脫層現象。然而，本公開不限於此。例如，後電極層200可以由摻雜有Na離子的Mo形成。儘管未示出，但是後電極層200可以包括至少一層。當後電極層200包括多個層時，構成後電極層200的多個層可以使用互不相同的材料形成。參照圖23，在後電極層200中形成多個第一通孔P1。因此，後電極層200被劃分為多個後電極210、220…。通過第一通孔Pl可以選擇性地露出襯底100的上表面。例如，可以通過雷射過程或機械過程圖案化第一通孔P1。通過第一通孔P1，後電極210、220…可以布置為條狀或矩陣形狀，以與每個電池相對應。多個後電極210、220…可以包括第一後電極210、第二後電極220和第三後電極230。參照圖24，在後電極層200上形成光吸收層300，以填充第一通孔Pl的間隙。光吸收層300可以由P型半導體化合物形成。光吸收層300可以由基於I、III、VI族的化合物形成。詳細地，光吸收層300由基於Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)的化合物形成。另一方面,光吸收層300可以由基於Cu (In) Se2 (CIS)的化合物或基於Cu (Ga) Se2(CGS)的化合物形成。例如，利用Cu靶、In靶和Ga靶形成光吸收層300。在後電極210、220…上形成基於CIG的金屬前驅層。之後，金屬前驅層通過硒化過程與Se反應，從而形成基於CIGS的光吸收層。另外，可以執行利用Cu、In、Ga和Se的共蒸發過程，以形成光吸收層300。
光吸收層300接收外部光從而將外部光轉換為電能。光吸收層300通過光電效應產生光電動勢。緩衝層400和高阻緩衝層500形成在光吸收層300上。可以在光吸收層300上形成至少一層或多層緩衝層400。可以利用化學浴沉積法(CBD)層疊硫化鎘，以形成緩衝層400。這裡，緩衝層400可以是N型半導體層，光吸收層300是P型半導體層。因此，光吸收層300和緩衝層400彼此形成PN結。可以利用ZnO作為靶在高阻緩衝層500上執行濺射過程，以在CdS上進一步形成ZnO 層。
高阻緩衝層500可以作為透明電極層形成在緩衝層400上。例如，高阻緩衝層500可以由ITO、ZnO和i_ZnO中的一種形成。緩衝層400和高阻緩衝層500布置在光吸收層300與稍後形成的前電極之間。就是說，由於光吸收層300和前電極層800中的每個之間的能帶隙和晶格常數存在很大的差異，因此，可以將具有光吸收層300和前電極層800帶隙值的中間帶隙值的緩衝層400和高阻緩衝層500插入光吸收層300與前電極層800之間，以獲得優異的結。儘管在本實施例中，在光吸收層300上形成兩個緩衝層400和500，但是本發明不限於此。例如，可以在光吸收層300上僅形成一個緩衝層。參照圖25，形成穿過高阻緩衝層500、緩衝層400和光吸收層300的多個第二通孔P2。通過第二通孔P2可以選擇性地露出後電極層200。可以利用諸如尖頭工具的機械設備或雷射設備形成第二通孔P2。多個第二通孔P2分別被布置為與多個第一通孔Pl相鄰。第二通孔P2將光吸收層300劃分為多個光吸收部310、320…。就是說，第二通孔P2限定光吸收部310、320…。參照圖26，在高阻緩衝層500上層疊透明導電材料，以形成前電極層800。當形成前電極層800時，透明導電材料可以插入第二通孔P2中，以形成第一連接線801和第二連接線802。因此，形成包括後電極層200、光吸收層300、緩衝層400、高阻緩衝層500和前電極層800的太陽能電池層101。第一連接線801可以通過第二通孔P2與第二後電極220電連接和物理連接。第二連接線802可以通過第二通孔P2與第三後電極230電連接和物理連接。可以執行濺射過程以形成摻雜有Al或Al2O3的ZnO，由此形成前電極層800。前電極層800是與光吸收層300形成PN結的窗口層。由於前電極層800用作太陽能電池前表面的透明電極，因此前電極層800可以由具有高透光率和電導率的ZnO形成。因此，由於ZnO摻雜有Al或Al2O3，可以形成具有低電阻的電極。通過利用ZnO靶的射頻(RF)濺射過程、利用Zn靶的反應濺射過程、或金屬有機化學沉積過程，可以沉積用作前電極層800的ZnO薄膜。此外，可以形成雙層結構，在該結構中，具有優異光電特性的氧化銦錫(ITO)薄膜沉積在ZnO薄膜上。參照圖27，形成穿過前電極層800、高阻緩衝層500、緩衝層400和光吸收層300的多個第三通孔P3。通過第三通孔P3可以選擇性地露出後電極層200的上表面。多個第三通孔P3可以分別被布置為與多個第二通孔P2相鄰。可以通過輻照雷射或利用諸如尖頭工具的機械設備形成第三通孔P3。第三通孔P3將前電極層800劃分為多個前電極810、820…。此外，第三通孔P3可以將光吸收層300、緩衝層400、高阻緩衝層500和前電極層800劃分為多個單體電池。就是說，如圖17和27所示，通過第三通孔P3可以在太陽能電池層101中限定多個電池Cl…和Cn。 如圖27和28所示，通過第三通孔P3形成的電池Cl…和Cn可以布置為條狀形狀。就是說，第三通孔P3可以形成在豎直方向，即襯底100的Y軸方向上。此外，第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3通過第三通孔P3可以彼此分隔。這裡，從第一前電極810延伸的第一連接線801可以通過在第一電池Cl和第二電池C2之間的第二通孔P2與第二後電極220連接。從第二前電極820延伸的第二連接線802可以通過在第二電池C2和第三電池C3之間的第二通孔P2與第三後電極230連接。就是說,第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3可以通過第一連接線801和第二連接線802彼此電連接。多個電池Cl…和Cn可以通過前電極810、820…以及連接線801和802彼此串聯連接。電池Cl…和Cn可以被分為將太陽光轉換為電能的有源區A和不將太陽光轉換為電能的非有源區NA。在第一通孔Pl和第三通孔P3之間、與電池Cl…和Cn之間的區域相對應的區域可以是非有源區NA。就是說，從第一通孔Pl到第三通孔P3的區域可以是不產生電能的死區。參照圖29和30，在前電極層800上形成掩膜10。圖29是掩膜10的平面圖，圖30是以圖29的方式被圖案化的太陽能電池層101的平面圖。參照圖29，掩膜10包括多個阻光部11和多個露出部12。掩膜10可以具有與太陽能電池層101的平面形狀相對應的結構。例如，掩膜10的X軸和Y軸可以被布置為與圖28所示的太陽能電池層101的X軸和Y軸相對應。在掩膜10中，阻光部11和露出部12相對於豎直方向(即Y軸)交替形成。當掩膜10被布置在電池Cl…和Cn上時，通過阻光部11和露出部12可以選擇性地露出透射區T。例如，每個阻光部11可以在豎直方向上具有第一長度D1，並且每個露出部12可以具有小於第一長度Dl的第二長度D2。在掩膜10中，露出部12可以相對於水平方向(即X軸)以之字形偏離相鄰的露出部12。就是說，阻光部11可以被布置在一個露出部12周圍。阻光部11可以相對於掩膜10的水平方向以之字形偏離相鄰的阻光部11。此外，阻光部11的邊緣區域可以與相鄰的阻光部11的邊緣區域連接。就是說，露出部12與相鄰的露出部12可以彼此不接觸並且交替地布置在掩膜10的X軸方向和Y軸方向上。阻光部11和相鄰的阻光部11可以交替地布置並且彼此局部連接。
參照圖30至33，利用掩膜10作為蝕刻掩膜，在太陽能電池層101上執行蝕刻過程。在太陽能電池Cl…和Cn的每個中形成用於選擇性露出襯底100的透射凹槽20。透射凹槽20可以限定太陽能電池Cl…和Cn中的每個太陽能電池的有源區A。就是說，通過掩膜10的阻光部11形成太陽能電池Cl…和Cn中的每個太陽能電池的有源區A，並且通過露出部12形成太陽能電池Cl…和Cn中的每個太陽能電池的透射凹槽20。例如，第一電池Cl和第二電池C2的有源區A和透射區T可以相對於豎直方向(SPY軸)交替地形成。第一電池Cl的透射凹槽20和第二電池C2的透射凹槽20可以相對於水平方向(X軸)互相沉積為之字形。第一電池Cl的有源區A和第二電 池C2的有源區A可以相對於水平方向(即X軸)互相沉積為之字形，因此，其邊緣區域可以互相連接。就是說，與第一電池Cl和第二電池C2相對應的有源區A可以通過透射凹槽20彼此分隔。第一電池Cl的有源區A可以與第二電池C2的有源區A選擇性地連接。就是說，太陽能電池Cl…和Cn的有源區A可以彼此連接為橋形形狀。因此，太陽能電池Cl…和Cn可以彼此串聯連接。將參照圖31至33詳細描述利用掩膜10的蝕刻過程。圖31是沿圖30的L3-L4線截取的剖面圖，圖32是沿圖30的M3-M4線截取的剖面圖，圖33是沿圖30的N3-N4線截取的剖面圖。在包括前電極層800的襯底100上可以形成光刻膠層，然後可以執行光刻過程以形成用於選擇性地露出前電極層800的露出部12，由此製造掩膜10。例如，第二後電極220可以具有第一寬度W1，每個露出部12可以具有小於第一寬度Wl的第二寬度W2。每個露出部12的第二寬度W2可以是這樣的寬度,它對應於從通過布置在第一連接線801 —側處的第三通孔P3露出的第二後電極220到該第二後電極的另一端。就是說，露出部12可以露出與第二電池C2的有源區A相對應的前電極層800。阻光部11可以覆蓋與第一電池Cl的有源區A和非有源區NA相對應的前電極層800。此外，阻光部11可以覆蓋與第三電池C3的有源區A和非有源區NA相對應的前電極層 800。執行利用掩膜10的蝕刻過程，以形成透射凹槽20。通過透射凹槽20可以露出與第二電池C2的有源區A相對應的襯底100的上表面。第一電池Cl和第三電池C3可以通過透射凹槽20彼此分隔。現在將詳細描述透射凹槽20的形成。利用掩膜10作為蝕刻掩膜執行第一蝕刻過程。第一蝕刻過程是蝕刻通過露出部12露出的前電極層800和高阻緩衝層500的過程。例如，利用HCl執行第一蝕刻過程。通過第一蝕刻過程可以選擇性移除前電極層800和高阻緩衝層500，以露出緩衝層 400。接著，利用掩膜10作為蝕刻掩膜執行第二蝕刻過程。第二蝕刻過程是蝕刻通過掩膜10露出的緩衝層和光吸收層300的過程。
例如，利用H2SO4執行第二蝕刻過程。通過第二蝕刻過程可以選擇性移除緩衝層400和光吸收層300，以露出後電極220。接著，利用掩膜10作為蝕刻掩膜執行第三蝕刻過程。第三蝕刻過程是蝕刻通過掩膜10露出的第二後電極220的過程。例如，利用包括磷酸、硝酸、醋酸和過氧化氫中一種的鑰蝕刻劑執行第三蝕刻過程。通過第三蝕刻過程移除與第二電池C2的有源區A相對應的第二後電極220，以形成露出襯底100的透射凹槽20。 這裡，移除與第二電池C2的有源區A相對應的第二後電極220，並且在非有源區NA上留下第二後電極圖案225。第一電池Cl和第三電池C3可以通過透射凹槽20彼此分隔。透射凹槽20的寬度可以與掩膜10的每個露出部12的寬度相對應。具體地，由於可以調節掩膜10的露出部12的寬度，因此也可以調節透射凹槽20的寬度。圖32是圖示不受蝕刻過程影響的太陽能電池有源區A的剖面圖。參照圖32，可以在第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3上僅布置掩膜10的阻光部11。因此，當執行用於形成透射凹槽20的蝕刻過程時，可以保護被掩膜10覆蓋的第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3。因此，第一電池Cl、第二電池C2和第三電池C3的有源區A可以彼此電連接。圖33是圖示一種結構的剖面圖，在該結構中選擇性地移除第二電池C2的有源區A以形成開口 15。在第二電池C2上形成掩膜10，以形成露出襯底100的透射凹槽20。通過掩膜10的露出部可以選擇性地露出前電極層800。執行利用掩膜10的蝕刻過程，以在第二電池C2的有源區A之間形成透射凹槽20。與圖31的蝕刻過程一起執行用於在第二電池C2中形成透射凹槽20的蝕刻過程。通過透射凹槽20，第二電池C2的有源區A可以彼此分隔。就是說，通過透射凹槽20，第二電池C2的有源區A可以彼此物理分隔和電分隔。第二電池C2的有源區A可以具有與阻光部11的長度相對應的第一長度D1。第二電池C2的透射凹槽20可以具有與每個露出部12的長度相對應的第二長度D2。儘管執行選擇性蝕刻過程以在太陽能電池Cl…和Cn中形成透射凹槽20，但是本發明不限於此。參照圖34，在襯底100的後表面上形成掩膜10。由於掩膜10的形狀與圖29的掩膜10的形狀相同，因此將省略其詳細描述。就是說，掩膜10可以選擇性露出與第二電池C2的有源區A相對應的襯底100。接著，可以執行利用掩膜10作為蝕刻掩膜的雷射過程(例如，Nd-YAG雷射)。可以執行雷射過程以選擇性地移除與掩膜10的露出部12相對應的第二後電極220、光吸收層300、緩衝層400、高阻緩衝層500和前電極層800，以形成透射凹槽20。之後，可以執行灰化過程，以移除掩膜10。
參照圖35，可以在包括透射凹槽20的襯底100上執行層壓過程，以附著EVA膜900。EVA膜900可以填充到透射凹槽20的間隙中以形成透射區T。在形成EVA膜900之前，形成與布置在太陽能電池Cl…和Cn邊緣上的電池連接的母線。圖36是圖示透射區T的改進實例的剖面圖。參照圖36，透明絕緣材料910可以填充到透射凹槽20的間隙中，以形成透射區T。透明絕緣材料910可以是具有約100°C到約200°C的耐熱性、約90%至約100%的透光率、強耐鹼性、強耐光性和強絕緣性的材料。 例如，透明絕緣材料910可以由是透明無定形樹脂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，poly methyl methacrylate)和丙烯腈，以及是苯乙烯共聚物的SAN (苯乙烯丙烯腈，Styrene Acrylonitrile)、聚碳酸酯(PC, poly cabornate)、透明的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS, acrylonitrile butadiene styrene)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET,polyethylene terephtalate)、超高分子量(U-HMW)聚乙烯(ployethylene)、甲基纖維素(MC, methyl cellulose)、聚甲醒(POM, poly oxy methylene)、聚四氟乙烯(PTEE,polytetrafluoroethylene)、聚環氧丙燒(PP0, polypropylene oxide)以及聚氨酯(PUR,polyurethane)中的一種形成。此外，透明絕緣材料910可以由正性或負性光刻膠形成。透明絕緣材料910可以通過沉積、熱吸收、注入或填充過程選擇性地形成在透射凹槽20中。此外，可以向透明絕緣材料910增加顏色，以形成彩色的透射區T。之後，可以在包括透明絕緣材料910的前電極層800上執行層壓過程，以形成EVA膜 900。根據本實施例，通過透射區T可以在襯底100上限定有源區A和非有源區NA。有源區A可以產生光電動勢，透射區T可以透射光。有源區A和透射區T可以形成為馬賽克形狀，以同時提高發電效率和透射率。儘管已參照本發明的若干示例性實施例描述了本發明，但是應該理解，本領域技術人員可以推導出的許多其它改進和實施例將落在本公開原理的精神和範圍內。更具體地，在本公開、附圖和所附權利要求的範圍內，可以對所討論的結合布置方式的組成部件和/或布置方式進行各種變型和改進。除了對組成部件和/或布置方式進行各種變型和改進之外，替換使用對本領域技術人員來說也是顯然的。工業應用性根據實施例的太陽能電池設備可以用於光伏發電領域。
權利要求
1.一種太陽能電池設備，包括 襯底； 布置在所述襯底上的第一電池；以及 布置在所述襯底上的第二電池，所述第二電池與所述第一電池相鄰， 其中，所述第一電池包括彼此交替布置的多個第一有源區和多個第一透射區， 所述第二電池包括彼此交替布置的多個第二有源區和多個第二透射區，並且 所述多個第一有源區分別與所述多個第二透射區相鄰。
2.根據權利要求I所述的太陽能電池設備，其中，所述第一有源區相對於所述第二有源區沿對角線布置。
3.根據權利要求I所述的太陽能電池設備，其中，每個第一有源區包括 布置在所述襯底上的第一後電極； 布置在所述第一後電極上的第一光吸收部；以及 布置在所述第一光吸收部上的第一前電極， 其中，每個第二透射區包括 與所述第一前電極連接的第二下透明電極； 布置在所述第二下透明電極上的第二透明絕緣層；以及 布置在所述第二透明絕緣層上的第二上透明電極。
4.根據權利要求3所述的太陽能電池設備，其中，每個所述第二有源區包括； 布置在所述襯底上的第二後電極； 布置在所述第二後電極上的第二光吸收部；以及 布置在所述第二光吸收部上的第二前電極。
5.根據權利要求4所述的太陽能電池設備，其中，所述第二後電極與所述第二下透明電極連接。
6.根據權利要求4所述的太陽能電池設備，其中，所述第二上透明電極與所述第二前電極結合為一體。
7.根據權利要求3所述的太陽能電池設備，進一步包括與所述第二電池相鄰的第三電池， 其中，所述第三電池包括彼此交替布置的多個第三有源區和多個第三透射區，並且 所述多個第三有源區分別與所述多個第二透射區相鄰。
8.根據權利要求7所述的太陽能電池設備，其中，每個所述第三有源區包括 布置在所述襯底上的第三後電極，所述第三後電極與所述第二上透明電極連接； 布置在所述第三後電極上的第三光吸收部；以及 布置在所述第三光吸收部上的第三前電極。
9.一種太陽能電池設備，包括 襯底；以及 布置在所述襯底上的太陽能電池層， 其中，所述太陽能電池層包括彼此交替布置的多個有源區和多個透射區，並且 每個所述透射區包括 布置在所述襯底上的下透明電極；布置在所述下透明電極上的透明絕緣層；以及 布置在所述透明絕緣層上的上透明電極。
10.根據權利要求9所述的太陽能電池設備，其中，通過所述透射區和所述有源區，所述太陽能電池層具有馬賽克形狀。
11.根據權利要求9所述的太陽能電池設備，其中，多個凹槽分別被限定在所述太陽能電池層中的所述透射區和所述有源區之間。
12.—種太陽能電池設備的製造方法，所述方法包括 在襯底上形成後電極層； 在所述後電極層上形成光吸收層； 圖案化所述後電極層和所述光吸收層，以形成多個透射凹槽； 在每個所述透射凹槽中形成下透明電極； 在所述下透明電極上形成透明絕緣層；以及 在所述光吸收層和所述透明絕緣層上形成前電極層。
13.根據權利要求12所述的方法，進一步包括在所述光吸收層中形成與所述透明絕緣層相鄰的第二通孔。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，在形成所述前電極層時，將透明導電材料填充到所述第二通孔中，並且 移除填充到所述第二通孔中的所述透明導電材料的一部分，以在所述前電極層中形成第三通孔。
15.根據權利要求13所述的方法，進一步包括在所述前電極層中形成與所述第二通孔相鄰的第三通孔。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，通過所述第三通孔露出所述透明絕緣層。
17.根據權利要求12所述的方法，其中，形成所述透射凹槽的過程包括 在所述光吸收層上布置掩膜，所述掩膜包括分別與所述多個透射凹槽相對應的多個開口 ；以及 利用所述掩膜局部蝕刻所述光吸收層和所述後電極層。
18.一種太陽能電池設備包括 襯底； 布置在所述襯底上的第一電池；以及 布置在所述襯底上的第二電池，所述第二電池與所述第一電池相鄰， 其中，所述第一電池包括彼此交替布置的多個第一有源區和多個第一透射區， 所述第二電池包括彼此交替布置的多個第二有源區和多個第二透射區，並且 所述第一有源區分別與所述有源區連接。
19.根據權利要求18所述的太陽能電池設備，其中，所述第一有源區與所述第二有源區串聯連接。
20.根據權利要求18所述的太陽能電池設備，其中，所述第一有源區和所述第二有源區被布置為之字形形狀。
21.根據權利要求18所述的太陽能電池設備，其中，所述第一有源區的邊緣區域與所述第二有源區的邊緣區域連接。
22.根據權利要求18所述的太陽能電池設備，其中，所述多個第一有源區的兩個有源區與所述多個第二有源區的一個有源區連接。
23.根據權利要求22所述的太陽能電池設備，其中，所述多個第二有源區的兩個有源區和所述多個第一有源區的一個有源區連接。
24.根據權利要求18所述的太陽能電池設備，其中，每個所述第一有源區包括 布置在所述襯底上的第一後電極； 布置在所述第一後電極上的第一光吸收部；以及 布置在所述第一光吸收部上的第一前電極，並且 每個所述第二有源區包括 布置在所述襯底上的第二後電極； 布置在所述第二後電極上的第二光吸收部；以及 布置在所述第二光吸收部上的第二前電極， 其中，所述第一前電極與所述第二後電極連接。
25.根據權利要求18所述的太陽能電池設備，進一步包括與所述第二電池相鄰的第三電池， 其中，所述第三電池包括彼此交替布置的多個第三有源區和多個第三透射區，並且 所述第二有源區與所述第三有源區連接。
26.根據權利要求18所述的太陽能電池設備，其中，所述第二有源區的邊緣區域與所述第三有源區的邊緣區域連接。
27.根據權利要求18所述的太陽能電池設備，其中，每個所述第一有源區的長度大於每個所述第一透射區的長度。
28.—種太陽能電池設備的製造方法，所述方法包括 在襯底上形成後電極層； 在所述後電極層上形成光吸收層； 在所述光吸收層上形成前電極層；以及 圖案化所述後電極層、所述光吸收層和所述前電極層，以形成多個有源區和多個透射區， 其中，所述多個有源區彼此相鄰和連接，並且 所述多個透射區彼此分隔。
29.根據權利要求28所述的方法，進一步包括在所述前電極層和所述光吸收層中形成多個第三通孔， 其中，分別在多個所述第三通孔之間形成所述透射區。
30.根據權利要求28所述的方法，其中，所述有源區和所述透射區形成為馬賽克形狀。
31.根據權利要求28所述的方法，其中，形成所述透射區的過程包括 在所述前電極層上形成掩膜，所述掩膜包括分別與所述多個透射區相對應的多個開口 ；以及 利用所述掩膜局部蝕刻所述後電極層、所述光吸收層和所述前電極層。
32.根據權利要求28所述的方法，其中，所述多個有源區彼此串聯連接。
全文摘要
本發明提供一種太陽能電池設備及其製造方法。所述太陽能電池設備包括襯底；布置在所述襯底上的第一電池；以及布置在所述襯底上的第二電池，所述第二電池與所述第一電池相鄰。所述第一電池包括彼此交替布置的多個第一有源區和多個第一透射區。所述第二電池包括彼此交替布置的多個第二有源區和多個第二透射區。所述多個第一有源區分別與所述多個第二透射區相鄰。
文檔編號H01L31/042GK102668120SQ201080054750
公開日2012年9月12日 申請日期2010年9月30日 優先權日2009年10月1日
發明者池奭宰 申請人:Lg伊諾特有限公司