[发明专利]多层电子设备及其制造方法

说明书

本发明涉及一种电子设备，优选为薄膜电子器设备，以及一种用于制造所述设备的方法。设备包括中间结构(301、401、501)，所述中间结构(301、401、501)在串联连接的相邻的单元设备之间的接口处。中间结构适合采用沉积技术，从而可以避免在设备的相邻的层之间划线或图案化绝缘和/或分隔线的步骤。

技术领域

本发明涉及一种多层电子设备，其包括多个单元电子设备，例如薄膜设备，以及用于生产此类设备的方法。

背景技术和发明解决的问题

多层电子设备，特别是薄膜设备是电子设备的重要部分，并且集成在许多功能设备中。

例如，薄膜光伏是一种用于生产太阳能电池的新兴技术，所述太阳能电池具有将光转化为电的半导体层，所述半导体层的厚度低于几十微米。这些类型的电池包括但不限于以下技术：例如，有机太阳能电池、染料合成太阳能电池、钙钛矿太阳能电池和铜铟镓硒化太阳能电池。

使用薄膜技术有多个好处。例如，这种技术可以减少半导体材料的消耗，从而降低最终太阳能电池的制造成本。此外，薄膜技术可用于生产柔性的和/或半透明的光伏模块。

如图1所示，薄膜太阳能电池的基本结构包括刚性或柔性的基板101，所述基板101上具有导电层102，起到收集光生电荷的电极的作用。为了进一步参考，此层被设定为底部的或下部的电极。在底部的电极102的顶部有光伏层103，所述光伏层103吸收光并将其转换成电荷。根据太阳能电池的类型和结构，此层可以包括多层膜。构成光伏层的膜可以包括一个或多个n型半导体、p型半导体、缓冲层、电子阻挡层、空穴阻挡层、活性有机层或其他。在光伏层的顶部有另一层导电材料，其用作第二电极。为了进一步参考，此层被设定为顶部的或上部的电极104。至少一个电极层设计为透明或半透明，以便允许光通过其传输并随后由光伏层吸收。虽然上述结构是示例性的，但替代结构也可用于薄膜太阳能电池的生产。

在透明或半透明太阳能电池的情况下，诸如玻璃或透明聚合物之类的材料可以用作基板101。导电层102和导电层104中的一个或两个优选也具有高透明度。后者可以通过使用多种材料和这些材料的组合来实现，如氧化铟锡(ITO)、薄金属层、各种氧化物材料或其他材料及其组合。

为了提高太阳能电池板(也称为太阳能模块或光伏模块)的效率，多个单独的太阳能电池旨在通过太阳能模块内的互连串联连接。相邻的电池的顶部的和底部的电极之间的一组电连接就是这种互连结构的实例。

下面将参考图2(a)至图2(c)对薄膜太阳能模块的一般制造程序进行解释。此图示意性地表示了两个串联太阳能电池的形成，在下文中称为左(或第一)电池和右(或第二)电池或单元设备。然而，这种技术不限于一对相邻的太阳能电池，而是可以应用于通过互连串联连接的多个太阳能电池的制造。这种互连的制造是复杂的过程，所述过程包括对一组对准良好的线或段(称为P1、P2、P3)进行划线。这种图案化通常通过激光划线技术执行。如图2(a)所示，P1线是将底部的电极层102的各部分分别断开为左和右电池的独立底部的电极201和电极202的间隙。在光伏层的沉积期间，此P1划线由光伏层填充。如图2(b)所示，划线P2在光伏层103中提供间隙，以将其分别分成左和右电池的断开的光伏层203和光伏层204。在沉积顶部的导电层104期间，P2划线由导电层填充，在顶部和底部的电极之间建立电连接。如图2(c)所示，P3划线延伸穿过顶部的电极104，将该层分别分成左和右电池的电分离的顶部的电极205和电极206。虽然P3划线的主要目的是断开相邻的太阳能电池的顶部的电极，但P3线也可能穿透光伏层。由于P1、P2、P3划线，左电池205的顶部的电极与右电池202的底部的电极电连接，从而使相邻的太阳能电池串联，并确保太阳能模块中的电流循环的能力。