[发明专利]一种柔性薄膜太阳电池及其制造方法

说明书

一种柔性薄膜太阳电池及其制造方法，该柔性薄膜太阳电池包括柔性薄膜衬底、柔性薄膜衬底上的外延层结构、位于外延层结构和柔性薄膜衬底之间的下电极以及位于外延层之上的上电极，还包括外延结构上的贯穿过孔、通过贯穿过孔与下电极相连的贯穿电极、至少包覆贯穿过孔侧壁并位于贯穿电极和外延结构上表面之间的绝缘层结构，该绝缘层结构将贯穿电极与外延层绝缘；该贯穿电极与上电极包括位于外延层同侧的焊盘结构。

技术领域

本发明提供了一种柔性薄膜太阳电池及其制造方法，属于半导体器件与工艺技术领域。

背景技术

柔性薄膜太阳电池因其质量轻、质量功率比高、可弯曲、适应环境多样等特点，在航天领域、军事领域、甚至是民用市场备受关注。柔性薄膜太阳电池的衬底一般为聚合物材料，这些聚合物薄膜为绝缘材料，所以制作的柔性薄膜电池其电极形式为同侧电极。相对于传统上N下P的电池器件结构，改变了原来的电池阵排列及焊接方式；其中一侧电极直接位于聚合物薄膜或者极薄的外延接触层上，此处电极的附着牢固度及可焊性相对于传统结构都有所降低，给柔性薄膜太阳电池阵的可靠性带来一定风险。

通过改善柔性薄膜太阳电池的器件结构、优化工艺流程来提高柔性薄膜太阳电池的可靠性，是亟待解决的问题之一。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一柔性薄膜太阳电池及其制造方法。

本发明的柔性薄膜太阳电池，包括柔性薄膜衬底、柔性薄膜衬底上的外延层结构、位于外延层结构和柔性薄膜衬底之间的下电极以及位于外延层之上的上电极，其特征在于：还包括外延结构上的贯穿过孔、通过贯穿过孔与下电极相连的贯穿电极、至少包覆贯穿过孔侧壁并位于贯穿电极和外延结构上表面之间的绝缘层结构，所述绝缘层结构将贯穿电极与外延层绝缘；所述贯穿电极与上电极包括位于外延层同侧的焊盘结构。

所述柔性薄膜太阳电池的外延层厚度小于15um。

所述柔性薄膜太阳电池的外延生长衬底的保留厚度小于10um。

所述柔性薄膜太阳电池的上电极和下电极分别为一正电极和一负电极，其中上电极具有焊盘结构，供焊接使用。

所述柔性薄膜太阳电池的贯穿电极与下电极电性相连，贯穿电极具有焊盘结构，供焊接使用。

所述柔性薄膜太阳电池的贯穿电极焊盘结构位于绝缘层结构上，贯穿电极的非焊盘结构区域下方为贯穿过孔，通过该过孔处的电极，贯穿电极得以与下电极电性相连。

优选地，所述柔性薄膜太阳电池的绝缘层结构包括但不限于SiO₂、SiN_x、Al₂O₃、MgF₂、Ti₃O₅单层或多层膜结构；绝缘层材料可以采用与减反膜材料相同的结构，采用等离子增强的沉积方式。

优选地，所述柔性薄膜太阳电池的衬底为聚合物柔性薄膜衬底，包含但不限于PET、PI、PMMA，采用旋涂固化的成膜方式，形成电池的柔性薄膜衬底或者采用商用的柔性薄膜衬底。

所述柔性薄膜太阳电池包含但不限于单结或多结GaAs基、Ge基构成的三五族电池、硅基电池、铜铟镓硒、铜锌锡硫、碲化镉、有机电池、染料敏化电池、量子点电池或以上任何二种以上电池的复合型电池。

优选地，所述柔性薄膜太阳电池的柔性薄膜衬底厚度小于150um；更优选地，所述的薄膜衬底厚度为50um。

优选地，所述柔性薄膜太阳电池上电极、下电极和贯穿电极的至少一种电极采用金属或透明导电材料组成，透明导电材料包括但不限于ITO、IZO、GTO、TCO；贯穿电极的非焊盘区域采用透明导电材料制成，使贯穿过孔的侧壁及电池表面入射更多光线，从而提高电池效率。